机载多波段全极化FMCW合成孔径雷达最新实测成果摘要：基于调频连续波（FMCW）技术的合成孔径雷达（SAR）是近些年日趋成熟的新技术。与传统的脉冲SAR雷达相比，FMCW-SAR具有质量轻，体积小，功耗低等优点，在遥感以及航道监测领域极具潜力。本文公布了机载FMCW全极化同步L，X波段SAR在国内进行的第一次遥感测试结果以及该型雷达对阿尔卑斯山冰川断层成像的部分结果。关键词：地基合成孔径雷达；调频连续波；全极化；阿尔卑斯山冰川断层成像：U612文献标识码：A：1006―7973（2017）06-0030-02我国的航道分布范围广，船只大小混杂，往来密度高，而航道两侧植被分布差异巨大。目前通过星载光学照片和普通地面传感器的航道监测法难以满足对航道的实时监测要求。合成孔径雷达（SyntheticApertureRadar，SAR）是雷达发展领域的一个新高度，能够对目标进行远距离，全天候的成像。而机载SAR技术恰好可以满足航道监测的实时性和全天候要求。传统的SAR技术采用脉冲技术，通过对发射脉冲进行压缩获取高分辨率图像。然而脉冲技术的缺点是需要在极短的时间内发射高能量脉冲，因而对射频部分的要求极高，脉冲SAR体积大，功耗高，重量大，对硬件部分的要求高。这限制了脉冲SAR在小型，微型化方面的应用。此外，造价成本极高，价格高昂，难以在民用方面如应急抢险救灾等方面推广。近年来出现的调频连续波（FMCW）合成孔径雷达（SAR）技术采用全新的信号发射体质，相较于传统的脉冲式SAR，FMCW-SAR具有设备体积小，重量轻，功耗低，成像精度高等优点，能够装载在轻型飞机，甚至无人机上对地面进行成像。1FMCW全极化L-，X-波段机载SAR在国内的首测1.1系统简介新型的基于调频连续波技术的全极化L，X波段机载雷达于2015年在荷兰成功研制。该雷达具有全极化工作模式并能同时工作在L-和X-波段。具体的技术参数如表-1。系统集成了两套导航设备，包括GNSS系统和惯性基准系统用以对飞机进行运动?a偿调整。该系统的两个接收信道可以进行切换以达到对不同极化模式进行切换的目的。此外，该雷达具有可拓展性，能够在P，L，C，X，Ku，Ka波段进行工作。该机载SAR工作在L波段时，中心工作频率为1.3GHz，工作带宽为200MHz，距离向分辨率为0.75m，方位向分辨率18cm，发射功率为10W，发射与接收均为双通道，可以工作在全极化状态，当飞行高度为5km时，成像覆盖面为4-8km。当该机载SAR工作在X波段时，中心工作频率为9.6GHz，工作带宽为300MHz，距离向分辨率为0.5m，方位向分辨率18cm，发射功率为10W，发射与接收为双通道，当飞行高度为5km时，成像覆盖面为4-8km。1.2在国内的首次测试结果该新型雷达于2016年5月17-19日在中国河南省安阳市进行首次试飞。在安阳的机载试验中，雷达搭载Cessna-208民用飞机。该雷达工作时不需要对飞机进行较大改装，仅需将侧门拆去，并安装上简易塑料拉门。雷达安置在机舱内，如图1所示，四个白色正方体为四个天线，其中两个是发射天线，两个是接收天线。四个天线可以工作在全极化模式（VV，VH，HV，HH）。在起飞时关闭拉门避免气流对起飞造成影响，升空后打开拉门，通过四个天线发射并接收信号。本次测试工作在侧视条带模式。地表植物对不同极化模式下的电磁波信号反射率不同，因而通过不同的极化成像可以对地面植被建筑物进行分类，因而该技术在土地测绘领域应用前景广阔。图2展示了在HH极化下，同时获取的L波段和X波段下的成像结果。受到本文篇幅限制，图2仅提供完整图像的一部分。获取这幅图像时，飞行高度为1960米，成像覆盖面积为35km2，其中方位向长度为10km，宽度为3.5km。从成像结果对比可以看出，X波段由于频率较高而波长较短，可以提供更加清晰的成像结果，而L波段频率较低因而具有更强的穿透性，相反的，成像结果则不如X波段清晰。本次试验是国内第一次引进的FMCW全极化SAR，并进行的公开实机测试。2FMCW全极化L波段机载SAR对阿尔卑斯山脉冰川的分层成像实验2.1实验简介欧航局在2015年对位于奥地利米特尔贝格附近的蒂罗尔阿尔卑斯山温带冰川进行了分层成像实验，探究了该地区冰川60米深的层次结构。这为分析冰川构造和未来变化趋势提供重要数据。主要的实验区位于3000米至3200...