被动雷达3D成像技术研究(2)
随着各国对民用和军用方面高分辨率雷达的需要，各种合成孔径雷达成像技术应运而生，在近吹冰十年的发展中已经很成熟了。目前的合成孔径雷达成像具有显著的特点，一方面具有较高的成像分辨率，能够和一个大孔径天线分辨率相提并论。另一方面能够在恶劣的坏境下穿透坚固的掩盖物[8]。
1.1.2 被动雷达成像
我们通常提到的雷达成像是指有源雷达成像技术，也即由其自身定向辐射电磁波，经过目标到达接收机后进行呈像的雷达[5]。但是这种呈像方式会招来杀身之祸，因为有源雷达发射的电磁波会被敌方探测出来，使自己暴漏，并且敌方可以利用电磁波对其进行干扰，使工作无法进行。为了消除这个祸端，自身不辐射电磁波的新型雷达技术即无源雷达成像技术被人们开始不断研究，目前已被很好的应用和发展。
在某种情况下，无源雷达成像也叫被动雷达成像，它的应用十分广泛，比如我们生活中常见的数字电视信号、移动通信、同步卫星等的定位，都是利用外辐射源来实现定位[7]。正是由于它在电子系统的重要地位，才使得我们对于被动雷达成像要求也必须是多频段、宽频带、已信道化的。被动雷达的工作方式是被动地接受来自目标反射的电磁信号，这种呈像方式使得雷达和辐射源“独立”开来，无直接作战关系，这样就使得敌方无法对无源雷达探测出来，也避免了被跟踪和定位的危险[4]。无源雷达显著的特点就是系统简单，尺寸精小，这就使得安装，文护都非常方便，重要的是成本也低。
虽然被动雷达成像相对于有源雷达成像有很多优势，但是任何事情都不能一概而论，不足之处也是不可避免的。一方面，正是由于信号不是由雷达直接发射的，所以操作员无法对第三方发射机进行直接控制，一旦出现第三方发射机不工作了，那么雷达变成了无源之水，无法成像。另一方面，由于发射的信号功率较低，再加上空中各种强信号的干扰，而要实现较好性能成像则要求发射机、目标、接收机之间要不受信号干扰，这就使得被动雷达成像的应用受到了一定的制约[9]。
1.2 雷达成像的现状
研究雷达成像不仅要明确过去，更要清楚雷达成像的现状，本文从以下几个方面概述雷达成像的现状。
1）目前三文雷达成像对于资源丰富的海洋研究，大地的测绘，以及重要的军事勘察等都具有重要的使用价值，所以三文乃至多文雷达成像目前在国内外被广泛研究[7]。
2）成像分辨率是衡量成像质量的关键技术，随着雷达技术的发展，成像分辨率得到了很好的提高。目前的合成孔径雷达分辨率在 ， 左右的系统已经研制成功了，这为目标的识别和定位创造了广阔的发展前景，并且多频段和多极化雷达都已经投入使用了[8]。
3）航空技术的发展使得空间雷达技术应运而生，比如卫星监视雷达、空间基侦察与监视雷达、空间飞行体交会雷达等高功率雷达已成为雷达家族的新伙伴。
4）探地雷达的发展是我国雷达发展的一个重要方向，目前已经有多种类的探地雷达被发明出来，主要用于岩土、泥石、地下电缆以及地下的各种建造物的检测，对于开展地下工作开阔了广泛的前景[10]。
5）目前对于低空入侵的办法也得到了很好的发展，当巡航导弹和低空飞机飞行高度低至10米以下，并且目标的截面积小到0.1至0.01平方米，我们采用升空平台技术、宽带雷达技术以及毫米波雷达技术就能有效对付入侵的低空雷达。
2. 被动雷达3D成像系统模型及分析
2.1 系统原理分析
雷达成像的简单模型如图1所示，由发射机（调频电台）发射单频连续波信号，经过目标（飞机）到达接收机（辅助天线），从而得到回波信号。目标的运动可分为平动和转动两种效果[3]，在辅助天线获取直达波并对目标进行平动补偿后，只剩下转动效果，所以成像过程可纳入转台模型下进行处理。回波信号由外辐射源发射机，接收机的位置和转台的转动情况决定，在外辐射源发射机和接收机的位置已知的情况下，要实现被动雷达3D成像，则目标上的散射点必须在距离，方位，高度，三文上相对于发射机和接收机均有运动才能实现成