1.雷达SAR成像应用

雷达的SAR成像一般用在机载雷达的对地探测模式下，例如下图为法国阵风战斗机载雷达。

SAR成像可以透雾雪等不良天气，可以在夜间无自然光照条件下，对地面成像，效果如下图所示。

上图其实为采用SAR雷达成像仿真工具RadarFX仿真生成，但是可以拿来作为SAR成像的示例说明问题。中间有一个强烈的反射雷达波束的物体，仔细辨别，可以看出来是一只坦克。

2.雷达数据成像原理

真实的雷达各个波段与用途见如下表格。衡量SAR雷达仿真软件可以查看其是否支持这里面的SAR成像所需要的各个波段

波段

波长(cm)

常用波段

1.13-1.67

1.67-2.42

2.15-2.2cm (高度计）

2.05cm （散射计）

2.42-3.66

3cm SAR成像雷达

3.66-5.13

5.13-7.39

6.7cm SAR成像雷达

7.39-11.52

10cm SAR成像雷达

11.52-17.63

17.63-26.76

23.5cm SAR成像雷达

SAR成像只是真实雷达的众多工作模式之中的一个，一般的，先在真实孔径雷达模式下发现目标或者选择感兴趣的区域，针对该目标或者区域，将雷达切换到SAR成像模式：

真实孔径雷达（RBGM或PPI）：侧视雷达向各方向发射一束脉冲，地物的反射回波，由天线收集，记录。

合成孔径雷达（SAR）：利用一个小天线作为单个辐射单元，沿一直线方向不断移动，在移动中选择若干位置发射信号，接收相应的发射位置的回波信号，存贮接收信号的振幅和相位。

如上图所示为SAR和RBGM成像机理的不同，左侧RBGM针对大角度大范围进行探测，如果有探测到目标则就是一个亮的反射点，右侧是SAR成像，随着载机的飞行，雷达波束被控制指向固定的目标或区域，通过一定时间载机飞过一段距离，才雷达内部将该段时间从该移动距离内不同位置接收到的同一个目标或者区域的雷达反射信号进行相关处理，生成比较高的分辨率的对地成像，如果区域内有对象目标，例如停放的飞机或者各种车辆作战平台，则可以展示出一定的物体的形状细节。

如上图所示是影像SAR成像的物理因素，排除左侧的日光月光自然照明后，地表和物体表面的材质属性、电磁波的大气内传播模型、以及传感器本身的属性，都会影响SAR成像细节，真实建模的SAR成像仿真，是需要三个环节的仿真模型的，另外，排除的那个如月光自然照明的仿真模型仅限红外成像仿真需要。

预告一下，从下期开始，讲解具体的型号雷达的操作，不是国内的，不让讲，讲美国F/A-18机载AN/APG-65雷达的操作细节，欢迎关注。

针对上述真实SAR成像机理，一个SAR成像建模仿真软件，应该具备如下图所示的结构。

3.Ondulus的SAR成像仿真

类似于视景仿真需要地形建模与目标三维建模一样，雷达仿真，需要对目标和地形进行雷达反射特性的材质建模。因此，项目流程总体划分为输入、建模、仿真和输出几个环节，如上图所示。

SAR雷达采用Ondulus Radar仿真，其所需的地形及其材质信息数据的格式为CDB格式，需要使用Terra Vista的最新版本号的Pro版本提供的功能来开发编译，Ondulus所需的三维目标及其材质信息数据的格式为OpenFlight格式，需要使用Creator最新版本号的Pro版本来开发。

而对应于TV和CR的建模，除了标准的卫片高程矢量等数据输入之外，还必须有关于不同地面材质和目标材质的信息知识。

Ondulus雷达仿真的结果输出是仿真的SAR雷达图像，也可以是仿真的SAR成像原始数据。雷达图像可以用在模拟器中呈现给模拟飞行员。而SAR原始数据用于研发雷达原型中送给工程师研发的处理雷达数据的其它应用程序中。

3.1.雷达反射材质建模

Terra Vista提供了丰富的材质库，建模工程师可以根据自己肉眼判读卫图，为公路设置为水泥或沥青的材质，为树木草原设置为相应的材质。同样，CR也需要建模工程师设置材料属性。材质建模的依据，主要是建模工程师的经验积累，其次是从获取真实情报得知特定目标的材质属性，最终，材质开发经过SAR雷达仿真输出的图像结果可以与真实SAR图像比对，或者让真实飞行员、雷达操作员操作模拟，提供真实性的评判，从而让建模工程师得到反馈，调节修改材质建模的细节，经过反复的建模仿真的闭环，提高SAR雷达的模拟仿真的真实性。