來源：RF技術社區

本文來自電子萬花筒

合成孔徑雷達 (Synthetic Aperture Radar)，是利用合成孔徑原理，實現高分辨的微波成像，具備全天時、全天候、高分辨、大幅寬等多種特點，最初主要是機載、星載平臺，隨著技術的發展，出現了彈載、地基SAR、無人機SAR、臨近空間平臺SAR、手持式設備等多種形式平臺搭載的合成孔徑雷達，廣泛用于軍事、民用領域。

距離向高分辨通過發射寬帶信號，方位向高分辨通過合成孔徑處理。

SAR用一個小天線作為單個輻射單元，將此單元沿一直線不斷移動，在不同位置上接收同一地物的回波信號并進行相關解調壓縮處理。一個小天線通過"運動"方式就合成一個等效"大天線"，這樣可以得到較高的方位向分辨率，同時方位向分辨率與距離無關，這樣SAR就可以安裝在衛星平臺上而可以獲取較高分辨率的SAR圖像。

SAR研究熱點之一：新體制論證

SAR系統設計追求的目標：圖像質量高（空間和輻射分辨率高），成像幅寬大，具備多模式（掃描、可變入射角條帶、斜視、聚束）、多波段、全極化、三維成像、動目標檢測與成像能力，對平臺運動姿態變化的適應能力強。為此，SAR平臺必須安裝精密的導航和姿態測量系統（GPS/INS/IMU），多平臺之間必須采用精密的時間同步設備（如原子鐘、GPS授時等），SAR系統必須采用全極化相控陣天線（靈活的波束掃描能力、大功率合成能力和良好的魯棒性）、采用極高頻率穩定度的振蕩源、增大發射信號帶寬（有時必須采用子帶合成）、多通道同時接收處理，以及與系統設計相適應的靈活、穩定、實時性強的成像與圖像處理算法。新系統設計中的三大同步（時間、空間和相位）、波位設計、性能指標分析和各種誤差源的影響分析等是研究熱點·

SAR從發明至今，from strip mode, to spotlight and scan mode，分辨率的提升帶來很多系統硬件、成像算法的不斷改進和發展。單極化至全極化，同樣也影響著SAR硬件不斷更新換代。此外，用戶對SAR系統的穩定性和定量特性要求越來越高，也促使SAR不斷增強變壯。

SAR研究熱點之二：新體制和特殊應用條件下的成像

在一些新體制SAR 、小平臺（如無人機）SAR、大斜視應用（如彈載）條件下的成像算法，常常遇到以下情況：

（1）由于分辨率的提高或/和成像幅寬的增大，方位和距離的耦合不再能夠忽略，算法的實時性也經受考驗；

（2）小平臺的運動補償困難，難以連續獲得滿足質量要求的圖像；

（3）大斜視角工作，距離走動需要精確補償，圖像質量難以保證；

（4）為了減小算法運算量，減小成像算法對平臺姿態穩定性的依賴，或者濾除相干斑，需要采用時域/頻域子孔徑成像算法；

（5）在缺乏可用的雷達平臺運動傳感器數據時，必須采用基于實測數據參數估計的自聚焦算法；

（6）適用于超高分辨率成像的子帶合成算法；

（7）InSAR的基線估計與相位解纏；

（8）不規則飛行路徑下的雙/多基地SAR成像；

（9）工程化算法與實時成像處理器設計。

實時成像，實時顯示，實時數據傳輸等一系列高要求高水準的SAR特征，促使SAR不斷向更高層次研究。不僅，無人機將會自帶SAR系統，并根據GMTI技術實現自動目標識別，自動實時打擊目標。也許這就是未來戰爭的可怕之處，沒有軍隊的來到，來到的卻是一群戴著導彈的無人機。。。。

SAR研究熱點之三：圖像處理

相干斑抑制，圖像增強，幾何校正，數字高程圖（DEM）生成，像素點定位（有地面控制點和無參考點兩種），輻射/極化定標，目標檢測，特征提取（民用需求廣）與識別（軍事需求廣），多傳感器圖像融合（多波段、多極化SAR圖像的融合，SAR圖像與光學圖像的融合），等等。SAR圖像的質量評估也是一大難點。

如果說前兩個屬于系統級、硬件級、成像級，那么這個階段則屬于后續圖像處理，用戶使用前的階段。主要在民用會大展宏圖，如遙感圖像的優化，災害目標的提取等等。

SAR研究熱點之四：運動目標檢測與成像

SAR的軍事應用迫切需要解決地面慢速運動目標的檢測與成像問題。難點：目標非合作運動，強雜波背景。兩類主要方法：單通道SAR系統采用基于運動目標參數估計的檢測與成像（也可以采用鄰近單元雜波對消，但效果不好），多通道SAR系統采用基于雜波對消的運動目標檢測與成像（DPCA、STAP）。運動目標的精確定位困難。

SAR研究熱點之五：ISAR運動補償與成像

四類典型目標：飛機、艦船、彈道導彈和太空飛行器。目標的非合作運動給運動補償帶來困難。并非所有運動姿態的數據都能進行成像，需要進行數據選擇。多目標的成像是一大難點。前不久看了月球照片，才知道原來月球的SAR圖像是通過地球上（貌似是世界上最大的一個坑，一個大半圓形的坑，是一個巨型雷達）的雷達成像，采用的原理就是ISAR。

SAR研究熱點之六：SAR的干擾和抗干擾

干擾樣式主要有噪聲干擾、相干干擾（用偵察到的雷達信號參數和待保護區域的散射強弱分布構造響應的場景分布來產生）和復合干擾（噪聲干擾和相干干擾的復合）三種。SAR的抗干擾技術主要有低截獲概率波形設計、重頻和載頻捷變、空域自適應干擾對消三類。SAR系統的抗干擾效果評估也是一大難點，主要考慮干擾樣式對圖像質量的影響，干擾設備對SAR發射信號參數捕獲和實施干擾的難度不予考慮。

這些年從事和SAR圖像的工作，知道的東西也漸漸增多，如果說SAR是一項技術，可以；如果說SAR是一項科學，也可以；可以簡單理解成一個二維矩陣；再可以擴展理解成多維的二維矩陣；也可以理解成地物與微波作用后的結果顯示；更可以理解為一群數字經過這樣那樣折騰而出來的圖像；當然，它是雷達產物，更是傳感器與目標之間存在相對運動而形成的特定成像手段。SAR的思想很美妙，有了它，我們發現合成孔徑聲吶的出現，也許將來還會有合成孔徑***出現。。。，總之SAR的發展現在很熱火，未來也更加發達。

審核編輯黃宇