幾種典型的合成孔徑雷達系統參數特性介紹（二）

覃金海

摘 要：本文基于文獻檢索，主要對目前的典型SAR系統進行了介紹，分別對YSAR和YINSAR、SARMapper系統、TerraSAR-X系統進行了研究與總結，介紹了它們的主要原理以及參數特性。

2.2.1 YSAR和YINSAR

自1994年以來在美國國家航空航天局（NASA）的資助之下，美國的楊百翰大學電力與計算機系就開始對低成本和微型的SAR進行探索和研究，并且先后制作出了YSAR和YINSAR的系統樣機。

YSAR和YINSAR的系統組成比較簡單，通常使用飛行高度在600m左右且為4座或者6座的小型搭載飛機平臺，其組成部件多是選取現成的通用部件。YSAR系統未使用運動補償裝置，成像算法選取的是相位梯度聚焦式（PGA），距離分辨率可以達到1.5 m，方位分辨率可以達到0.5m。YSAR系統重量約為163 kg（有一半是電池電源的重量），共包括數字子系統、線性調頻產生子系統、射頻子系統、天線子系統四個部分。

YINSAR系統是基于YSAR系統發展起來的，它采用的是干涉式SAR系統且裝備了兩根接收天線，且選取了GPS計算運動補償。YINSAR的工作載頻為9.9 GHz，發射機的峰值功率為10W，整個的YINSAR系統總功率為600 W。距離分辨率改進到了1.5 m，方位分辨率仍是0.5m。整個系統由RS-232數據線連接，包括運動測量子系統天線、中頻/射頻電路與電源子系統、計算機子系統三個部分。YINSAR系統的軟件由GUI（Graphical User Interface）與處理模塊、導航模塊、數據采集模塊、控制模塊組成。目前BYU正在把YINSAR系統和YSAR系統進行結合，形成雙頻、多模式的SAR系統[1]。它們的基本參數如表1所示。

2.2.2 SARMapper系統

我國首套SARMapper（全稱“機載多波段多極化干涉SAR測圖系統”）系統于2010年研制成功。對于我國的西部測圖工程建設實際需求，國家在第十一個“五年計劃”中創建了重大測繪科技專項機載多波段多極化干涉SAR測圖系統（SARMapper），主要用于地面目標的探測和地貌地物分類，且獲得了財政部的極大幫助。

SARMapper系統擁有X波段干涉測圖天線和P波段極化測圖天線兩套天線，擁有制作1：1萬至1：5萬比例尺數字正射影像圖（DOM）、數字線劃地圖（DLG）、數字高程模型（DEM）以及地表覆蓋數據產品的功能，還能夠實現保障國防、資源調查監測、應急響應、地形測繪、重大工程建設監測安全等目的，很大程度上提升了我國的對地觀測系統建設能力，對我國今后的技術應用有著十分重要的促進作用。表2中列出了該系統P波段極化SAR的性能參數：

2.2.3 TerraSAR-X系統

TerraSAR-X星載雷達系統于2007年6月15日發射升空，具有多極化、多入射角和精確的姿態和軌道控制能力，該系統是3cm的X波段SAR，能夠全天時、全天候的實現對地觀測，且可以穿透一定程度上的地表實現觀測，還能夠實現動態目標的指示以及干涉測量。TerraSAR-X星載雷達系統 4～5天內就能夠掃描地球所有區域，也能對任何區域內的重點目標實現優先觀測，此時用時只需3天甚至更短。

它的系統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。對于軌道以及系統參數來說，在雷達發展史上第一次重點考慮了對干涉測量的需求進行設計。衛星選取了高度約514km、軌道傾角97.4°的太陽同步軌道，重復觀測周期為11d，能夠比較明顯地提升雷達干涉數據的相干性。系統外觀與六角形的棱柱相似，直徑2.3 m、長5.2 m，整個系統達到了1t的重量。選取了尺寸為4.8 m×0.8 m×0.15m的相控陣天線。同時該系統還是側視合成孔徑雷達，載波頻率9.65GHz，波長3.2cm，脈沖重復頻率3～6.5kHz，距離向帶寬150MHz，天線視向為右側。

參考文獻

[1]張玉玲等.艦船電子對抗.微型SAR發展狀況[A]，2008.