SAR技术详解：“高分三号”微波遥感卫星 留言
之前的文章提到过“高分三号”，这是我国的首颗C频段1米高分辨微波遥感卫星。今天将从SAR成像技术的角度着手分析一下这套星载SAR成像系统。
从三个方面切入详解：星载SAR频段的选择，SAR二维分辨率计算以及“高分三号”多达12种的成像模式。系统平台参数见下表：
关于雷达频段的基础知识可以参看文章《那些与“雷达波长”，不得不说的关系！》，其中提到雷达选择频段的依据有作用距离、天线尺寸的限制、分辨性能的需求、传输衰减、极化信息提取、复杂度与成本等多种因素，所以频段的选择是雷达结合用途和场景后权衡各项因素的利弊之后择优的结果。
先来看看世界上其他国家的星载SAR系统都用的哪些频段吧！
上图来自于《MIT |《雷达系统工程》课件》中的SAR部分，从中可以看出星载SAR系统喜欢选择L/C/X频段，为什么？
这是因为大气对X频段以上的电磁波有较强的吸收，并且雷达信号在穿透电离层和对流层时会产生相位失真和损耗等，从而导致图像出现误差、甚至难以成像的情况。
频段越低，波长越长、穿透能力越强，但是分辨性能降低。1GHz以下的频率，虽然大气的吸收不明显，但是电磁波在穿透稠密作物或树木的情况下产生多路径反射，从而产生影响较大的极化旋转。
综合来看，C频段是分辨性能、穿透性以及其他因素的权衡考虑后的选择。X波段适合对冰的观测和分类，以及对海面污染情况的观察；L波段适合对淡水和穿透地下目标的观测；C波段适合观察海洋上的强目标。下面就来看看频段不同是如何影响分辨性能的？
高分三号的空间分辨率是从1米到500米，幅宽是从10公里到650公里，不但能够大范围普查，一次可以最宽看到650公里范围内的图像；还可以清晰的分辨地面或海洋目标。
下面几幅图的分辨率逐渐提高，分别是25米，10米、5米和1米，来看不同分辨率的成像结果是一种什么样的不同体验吧！
从上面1米分辨率的成像图已经能够清晰地分辨出陆地上的道路、一般建筑和海面上的舰船了。其中较亮的区域是反射波相对较强的地方，例如铁塔舰船建筑物等，而海面的反射波较弱，显示较暗。
SAR成像二维分辨率计算
对于常规的条带SAR模式，其距离分辨率由信号带宽确定，但是信号可用带宽资源会受到频段的限制，通常X频段的信号可用带宽大于C频段；方位向分辨率理论上等于天线孔径的一半，因此要求较小尺寸的天线。
但是星载SAR距离地面较远，电磁波的空间拓展损耗大，需求获得更大的发射能量，并且也要满足多种模式的需求，通常星载SAR采用较大尺寸的相控阵天线，然后再通过聚束或者滑动聚束等模式来获得超过天线孔径一半的方位向分辨率。
高分三号是世界上成像模式最多的合成孔径雷达(SAR)卫星，具有12种成像模式。它不仅涵盖了传统的条带、扫描成像模式，而且可在聚束、条带、扫描、波浪、全球观测、高低入射角等多种成像模式下实现自由切换，既可以探地，又可以观海。
不同模式对应不同的SAR分辨率，是在场景幅宽、分辨率、成像时间等因素之间权衡的选择。
“高分三号”的应用领域
高分三号卫星不受云雨等天气条件的限制，可全天候、全天时监视监测全球海洋和陆地资源，是高分专项工程实现时空协调、全天候、全天时对地观测目标的重要基础，服务于海洋、减灾、水利、气象以及其他多个领域。
原文始发于微信公众号（雷达通信电子战）
