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我国再创一款雷达成像系统首款太赫兹视

来源:遥感 时间:2023/6/4

近日,有我国中国航天科工集团二院23所,所研制的国内首款太赫兹视频SAR(合成孔径雷达),日前在陕西完成飞行试验,成功获取国内第一组太赫兹视频SAR影像成果。

这是我国雷达成像系统继毫米波、微波、激光、光学和红外等雷达成像系统的又一突破,为我国在复杂环境下运动目标探测应用奠定技术基础。

在了解太赫兹雷达成像前,我们先来了解一下什么是雷达遥感成像。

雷达遥感成像,一般即指合成孔径雷达遥感,其显著特点是主动发射电磁波,具有不依赖太阳光照及气候条件的全天时、全天候对地观测能力,并对云雾、小雨、植被、及干燥地物有一定的穿透性,此外,通过调节最佳观测视角,其成像的立体效应可以有效地探测目标地物的空间形态特征。

而在此之前,成像雷达遥感数据远不如光学遥感数据应用广泛,主要障碍在于应用者难以理解SAR数据中包含的强度、相位和极化信息,其特征与光学遥感影像特征显著不同;此外,SAR影像具有独特的几何畸变和斑点噪声,极大地影响了SAR影像数据的应用推广。

说了那么多,你们知道太赫兹是什么吗?

太赫兹雷达主要靠接收目标的反射信号来发现目标。如果目标表面能使雷达波被吸收或散射,就可大大减小被发现的概率,从而达到隐身的目的。因此,通常所说的隐身技术主要是靠形状、吸波涂层、形成等离子云吸收或改变雷达波的传播方向来实现隐身的。

而太赫兹波长位于毫米波和红外之间。相对毫米波和微波雷达成像系统,太赫兹雷达成像系统分辨率更高、成像时间更短,可实现类似光学摄像的视频成像效果;相对光学红外成像系统,太赫兹雷达成像系统具备更强的穿透能力,在烟尘、雾霾等环境下能正常对地面目标成像,且不受日照条件影响,可真正做到满足任何时间的应用需求,是一种极具发展潜力的新体制雷达技术。

而我们现有的毫米波雷达在大气中传播衰减严重,器件加工精度要求高,光学雷达若是遇到烟尘、雾霾等极端天气时,在成像方面受影响很大,其他的雷达成像同样也多少也有缺点,当然,我国的雷达成像系统并不是单独的使用,也是多种雷达成像系统相互配合,尽量发挥各自的优点,弥补在某些方面的不足。

为何要不断地发展雷达成像系统呢?雷达成像系统到底有什么用呢?

因为,雷达成像对大面积的地表地形变化很敏感,如断层、裂隙、沙丘、成层岩石和露头,这类地表特征常常会引起地貌、覆盖类型和粗糙度的明显变化,另外,在生物和生态方面也具有很敏感的信息感知。

从雷达影像的色调、阴影,特别是中等和宏观纹理的分析中,不仅可以得到地势、地貌的信息,更直观的信息是地质构造的方位与走向可以从雷达波束的方向和俯角等参数中得到反映,当雷达波束方向与占优势的线性构造方向垂直或接近垂直时,线性构造的信息反映得最为丰富、详尽,因为这种情况下线性构造在纹理上表现得十分明显。通过纹理分析,将地貌、地势信息与地质构造信息综合为一体,可更进一步为区域构造运动的信息和认识奠定基础。

特别是近些年来,全球的地质自然灾害不断,而成像雷达遥感在生态环境、灾害监测及全球变化研究中已成为必不可少的对地观测技术之一,且日渐发挥着愈来愈重要的作用,当然,在航天航空、国防和公共安全方面,也具有不可或缺的重要作用。

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