几种典型的合成孔径雷达系统参数特性介绍（二）

覃金海

摘 要：本文基于文献检索，主要对目前的典型SAR系统进行了介绍，分别对YSAR和YINSAR、SARMapper系统、TerraSAR-X系统进行了研究与总结，介绍了它们的主要原理以及参数特性。

2.2.1 YSAR和YINSAR

自1994年以来在美国国家航空航天局（NASA）的资助之下，美国的杨百翰大学电力与计算机系就开始对低成本和微型的SAR进行探索和研究，并且先后制作出了YSAR和YINSAR的系统样机。

YSAR和YINSAR的系统组成比较简单，通常使用飞行高度在600m左右且为4座或者6座的小型搭载飞机平台，其组成部件多是选取现成的通用部件。YSAR系统未使用运动补偿装置，成像算法选取的是相位梯度聚焦式（PGA），距离分辨率可以达到1.5 m，方位分辨率可以达到0.5m。YSAR系统重量约为163 kg（有一半是电池电源的重量），共包括数字子系统、线性调频产生子系统、射频子系统、天线子系统四个部分。

YINSAR系统是基于YSAR系统发展起来的，它采用的是干涉式SAR系统且装备了两根接收天线，且选取了GPS计算运动补偿。YINSAR的工作载频为9.9 GHz，发射机的峰值功率为10W，整个的YINSAR系统总功率为600 W。距离分辨率改进到了1.5 m，方位分辨率仍是0.5m。整个系统由RS-232数据线连接，包括运动测量子系统天线、中频/射频电路与电源子系统、计算机子系统三个部分。YINSAR系统的软件由GUI（Graphical User Interface）与处理模块、导航模块、数据采集模块、控制模块组成。目前BYU正在把YINSAR系统和YSAR系统进行结合，形成双频、多模式的SAR系统[1]。它们的基本参数如表1所示。

2.2.2 SARMapper系统

我国首套SARMapper（全称“机载多波段多极化干涉SAR测图系统”）系统于2010年研制成功。对于我国的西部测图工程建设实际需求，国家在第十一个“五年计划”中创建了重大测绘科技专项机载多波段多极化干涉SAR测图系统（SARMapper），主要用于地面目标的探测和地貌地物分类，且获得了财政部的极大帮助。

SARMapper系统拥有X波段干涉测图天线和P波段极化测图天线两套天线，拥有制作1：1万至1：5万比例尺数字正射影像图（DOM）、数字线划地图（DLG）、数字高程模型（DEM）以及地表覆盖数据产品的功能，还能够实现保障国防、资源调查监测、应急响应、地形测绘、重大工程建设监测安全等目的，很大程度上提升了我国的对地观测系统建设能力，对我国今后的技术应用有着十分重要的促进作用。表2中列出了该系统P波段极化SAR的性能参数：

2.2.3 TerraSAR-X系统

TerraSAR-X星载雷达系统于2007年6月15日发射升空，具有多极化、多入射角和精确的姿态和轨道控制能力，该系统是3cm的X波段SAR，能够全天时、全天候的实现对地观测，且可以穿透一定程度上的地表实现观测，还能够实现动态目标的指示以及干涉测量。TerraSAR-X星载雷达系统 4～5天内就能够扫描地球所有区域，也能对任何区域内的重点目标实现优先观测，此时用时只需3天甚至更短。

它的系统分辨率扫描模式下为16m，条带模式下为3m，在聚束模式下为1m。对于轨道以及系统参数来说，在雷达发展史上第一次重点考虑了对干涉测量的需求进行设计。卫星选取了高度约514km、轨道倾角97.4°的太阳同步轨道，重复观测周期为11d，能够比较明显地提升雷达干涉数据的相干性。系统外观与六角形的棱柱相似，直径2.3 m、长5.2 m，整个系统达到了1t的重量。选取了尺寸为4.8 m×0.8 m×0.15m的相控阵天线。同时该系统还是侧视合成孔径雷达，载波频率9.65GHz，波长3.2cm，脉冲重复频率3～6.5kHz，距离向带宽150MHz，天线视向为右侧。

参考文献

[1]张玉玲等.艦船电子对抗.微型SAR发展状况[A]，2008.