覃金海

摘 要：本文基于文獻(xiàn)檢索，主要對(duì)目前的典型SAR系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，分別對(duì)YSAR和YINSAR、SARMapper系統(tǒng)、TerraSAR-X系統(tǒng)進(jìn)行了研究與總結(jié)，介紹了它們的主要原理以及參數(shù)特性。

2.2.1 YSAR和YINSAR

自1994年以來(lái)在美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）的資助之下，美國(guó)的楊百翰大學(xué)電力與計(jì)算機(jī)系就開(kāi)始對(duì)低成本和微型的SAR進(jìn)行探索和研究，并且先后制作出了YSAR和YINSAR的系統(tǒng)樣機(jī)。

YSAR和YINSAR的系統(tǒng)組成比較簡(jiǎn)單，通常使用飛行高度在600m左右且為4座或者6座的小型搭載飛機(jī)平臺(tái)，其組成部件多是選取現(xiàn)成的通用部件。YSAR系統(tǒng)未使用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償裝置，成像算法選取的是相位梯度聚焦式（PGA），距離分辨率可以達(dá)到1.5 m，方位分辨率可以達(dá)到0.5m。YSAR系統(tǒng)重量約為163 kg（有一半是電池電源的重量），共包括數(shù)字子系統(tǒng)、線性調(diào)頻產(chǎn)生子系統(tǒng)、射頻子系統(tǒng)、天線子系統(tǒng)四個(gè)部分。

YINSAR系統(tǒng)是基于YSAR系統(tǒng)發(fā)展起來(lái)的，它采用的是干涉式SAR系統(tǒng)且裝備了兩根接收天線，且選取了GPS計(jì)算運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。YINSAR的工作載頻為9.9 GHz，發(fā)射機(jī)的峰值功率為10W，整個(gè)的YINSAR系統(tǒng)總功率為600 W。距離分辨率改進(jìn)到了1.5 m，方位分辨率仍是0.5m。整個(gè)系統(tǒng)由RS-232數(shù)據(jù)線連接，包括運(yùn)動(dòng)測(cè)量子系統(tǒng)天線、中頻/射頻電路與電源子系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)三個(gè)部分。YINSAR系統(tǒng)的軟件由GUI（Graphical User Interface）與處理模塊、導(dǎo)航模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊組成。目前BYU正在把YINSAR系統(tǒng)和YSAR系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，形成雙頻、多模式的SAR系統(tǒng)[1]。它們的基本參數(shù)如表1所示。

2.2.2 SARMapper系統(tǒng)

我國(guó)首套SARMapper（全稱“機(jī)載多波段多極化干涉SAR測(cè)圖系統(tǒng)”）系統(tǒng)于2010年研制成功。對(duì)于我國(guó)的西部測(cè)圖工程建設(shè)實(shí)際需求，國(guó)家在第十一個(gè)“五年計(jì)劃”中創(chuàng)建了重大測(cè)繪科技專項(xiàng)機(jī)載多波段多極化干涉SAR測(cè)圖系統(tǒng)（SARMapper），主要用于地面目標(biāo)的探測(cè)和地貌地物分類，且獲得了財(cái)政部的極大幫助。

SARMapper系統(tǒng)擁有X波段干涉測(cè)圖天線和P波段極化測(cè)圖天線兩套天線，擁有制作1：1萬(wàn)至1：5萬(wàn)比例尺數(shù)字正射影像圖（DOM）、數(shù)字線劃地圖（DLG）、數(shù)字高程模型（DEM）以及地表覆蓋數(shù)據(jù)產(chǎn)品的功能，還能夠?qū)崿F(xiàn)保障國(guó)防、資源調(diào)查監(jiān)測(cè)、應(yīng)急響應(yīng)、地形測(cè)繪、重大工程建設(shè)監(jiān)測(cè)安全等目的，很大程度上提升了我國(guó)的對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)建設(shè)能力，對(duì)我國(guó)今后的技術(shù)應(yīng)用有著十分重要的促進(jìn)作用。表2中列出了該系統(tǒng)P波段極化SAR的性能參數(shù)：

2.2.3 TerraSAR-X系統(tǒng)

TerraSAR-X星載雷達(dá)系統(tǒng)于2007年6月15日發(fā)射升空，具有多極化、多入射角和精確的姿態(tài)和軌道控制能力，該系統(tǒng)是3cm的X波段SAR，能夠全天時(shí)、全天候的實(shí)現(xiàn)對(duì)地觀測(cè)，且可以穿透一定程度上的地表實(shí)現(xiàn)觀測(cè)，還能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)目標(biāo)的指示以及干涉測(cè)量。TerraSAR-X星載雷達(dá)系統(tǒng) 4～5天內(nèi)就能夠掃描地球所有區(qū)域，也能對(duì)任何區(qū)域內(nèi)的重點(diǎn)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)優(yōu)先觀測(cè)，此時(shí)用時(shí)只需3天甚至更短。

它的系統(tǒng)分辨率掃描模式下為16m，條帶模式下為3m，在聚束模式下為1m。對(duì)于軌道以及系統(tǒng)參數(shù)來(lái)說(shuō)，在雷達(dá)發(fā)展史上第一次重點(diǎn)考慮了對(duì)干涉測(cè)量的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。衛(wèi)星選取了高度約514km、軌道傾角97.4°的太陽(yáng)同步軌道，重復(fù)觀測(cè)周期為11d，能夠比較明顯地提升雷達(dá)干涉數(shù)據(jù)的相干性。系統(tǒng)外觀與六角形的棱柱相似，直徑2.3 m、長(zhǎng)5.2 m，整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了1t的重量。選取了尺寸為4.8 m×0.8 m×0.15m的相控陣天線。同時(shí)該系統(tǒng)還是側(cè)視合成孔徑雷達(dá)，載波頻率9.65GHz，波長(zhǎng)3.2cm，脈沖重復(fù)頻率3～6.5kHz，距離向帶寬150MHz，天線視向?yàn)橛覀?cè)。

參考文獻(xiàn)

[1]張玉玲等.艦船電子對(duì)抗.微型SAR發(fā)展?fàn)顩r[A]，2008.