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“小眼睛”看“大世界”
本文转自：解放军报
合成孔径雷达——
“小眼睛”看“大世界”
■胡勇华刁月
我们知道，昆虫复眼的运动知觉很好，能看清高速移动物体的运动轨迹。动物一旦受到惊吓，瞳孔会放大，将注意力集中到威胁点，捕捉更多的光线，更好地看清事物。物理学上称之为“合成孔径现象”。
孔径，是信号接收器的面积。合成孔径，则是集合多个小口径接收器模拟一个大口径接收器。孔径接收面积越大，接收信号能力越强、成像质量越好。
早期雷达的探测能力很低，将观测对象视为点目标，只能测算位置信息和运动参数。随着合成孔径技术诞生，雷达可以发现微小信号，实现对目标和场景的成像。
初期的合成孔径雷达，主要应用于机载平台，如飞机、导弹或者卫星上。与地面固定雷达不同，机载平台的运动速度很快，会造成图像散焦。平视时，合成孔径雷达成像容易出现模糊。因此，合成孔径雷达成像以侧视的方式工作，在一定距离内通过信号处理“绘制”出一幅电子镶嵌图。此外，雷达成像像素的亮度，与电磁波的能量息息相关。能量越强，图像越亮；能量越弱，图像越暗。为了提高图像的刷新率，每发射一次电磁波，多个孔径叠加，并存储回波信号，从而处理和形成高分辨图像。
这种高分辨成像雷达，能够“穿云破雾”，不受夜晚影响，可以在能见度极低的气象条件下，获得高分辨雷达图像。目前，合成孔径雷达的分辨率达到亚米级，场景图像的质量可与同类用途的光学图像相媲美。
5年前，科学家成功“冲洗”出人类历史上首张黑洞照片，这是天文学家将分布在全球各地的8个高灵敏度射电望远镜联合在一起，模拟出一个口径极大的望远镜。这种将多个射电望远镜组合形成一个大的望远镜的方法，就是通过合成孔径原理实现的。
随着合成孔径成像技术的出现，雷达能对某一特定区域进行高精度测量和高质量成像。相信，随着计算机性能和AI技术的突飞猛进，合成孔径雷达能够对回波信号进行更好更快处理，在航空航天、空间观测、海洋监测、气象监测、军事情报等领域发挥更重要作用。
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快照生成时间：2024-04-12 08:45:01
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