合成孔径雷达SAR的六种不同工作模式

SAR（Synthetic Aperture Radar），即合成孔径雷达，是一种主动式的对地观测系统，可安装在飞机和卫星等飞行平台上，全天时全天候对地实施观测，并具有一定的地表穿透能力。

合成孔径雷达可以按许多不同方式进行工作，例如多系统工作方式，或者单个系统中包含不同模式的工作方式。下面，给出了六种合成孔径雷达常见工作模式的基本介绍。

条带合成孔径雷达

条带合成孔径雷达（Stripmap SAR）。在这种模式下，随着雷达平台的移动，天线的指向保持不变。此时，波束与运动平台相对不变，波束以平台运动速度照射成像区域。

条带合成孔径雷达的天线匀速扫过地面，得到的图像是不间断的。该模式对于地面的一个条带进行成像，条带的长度仅取决于雷达移动的距离，方位向的分辨率由天线的长度决定。

扫描合成孔径雷达

扫描合成孔径雷达（ScanSAR）。这种模式与条带模式的不同之处在于，在一个合成孔径时间内，天线会沿着距离向进行多次扫描。通过控制波束速度（一般比平台速度大），实现场景不同区域的快速成像。

通过这种方式，牺牲了方位向分辨率，而获得了更宽的测绘带宽。扫描模式能够获得的最佳方位分辨率等于条带模式下的方位向分辨率与扫描条带数的乘积。

聚束合成孔径雷达

聚束合成孔径雷达（Spotlight SAR）。这种模式下，平台飞行过程中通过控制雷达波束照射成像场景同一位置，实现场景凝视成像。

通过扩大感兴趣区域的天线照射波束角宽，可以提高条带模式的分辨率。这一点可以通过控制天线波束指向，使其随着雷达飞过照射区而逐渐向后调整来实现。波束指向的控制可以在短时间内模拟出一个较宽的天线波束，但是波束指向不可能永远向后，最终还是要调回到前向，这就意味着地面覆盖区域是不连续的，即一次只能对地面的一个有限圆域进行成像。

逆合成孔径雷达

逆合成孔径雷达（Inverse SAR，简称 ISAR）。到目前为止，我们考虑的都是目标静止而雷达移动的情况，然而在目标移动而雷达静止的情况下，SAR 同样可以工作。这种相反的工作模式称为 “逆合成孔径雷达”。ISAR 的一个例子就是用地基雷达跟踪卫星航迹。这个概念可以推广到雷达和目标都运动的情况，例如用机载或星载合成孔径雷达对波涛涌的海面上的舰船进行成像。

双基地合成孔径雷达

双基地合成孔径雷达（Bistatic SAR）。在这种作模式下接收机和发射机分置于不同的位置。对于遥感 SAR 来说，接收机和发射机通常很接近，可以近似成单基模式。

干涉合成孔径雷达

干涉合成孔径雷达（InSAR）。在这种工作模式下，可以通过复数图像的后处理来提取地形高度和移位。将两幅在同一空间位置（差分干涉 SAR）或间隔很小的两个位置（地形高度干涉 SAR）获得的复数图像进行共轭相乘，就能得到一幅具有等高度线或等位线的干涉图。

审核编辑：汤梓红