合成孔徑雷達

此條目介紹的是簡稱SAR的微波成像雷達。關於「SAR」表示的其他意義，請見「SAR」。

合成孔徑雷達（英語：synthetic aperture radar, SAR），屬於一種微波成像雷達，也是一種可以產生高解析度圖像的（航空）機載雷達或（太空）星載雷達。它在早期係使用透鏡成像機制在底片（膠卷）上形成影像，目前則以複雜的雷達數據後處理方法來獲得極窄的有效輻射波束（對產生的雷達圖像意味著極高的空間解析度）。它一般安裝在移動的載體上對相對靜止的目標成像，或反之。自合成孔徑雷達發明以來，它被廣泛的應用於遙感和地圖測繪。

金星表面圖像，由麥哲倫號合成孔徑雷達拍攝

基本工作模式

比較早期的合成孔徑雷達與稍後提高解析度的雷達圖像。此外，數據處理光源從汞燈轉為雷射。

美國航空暨太空總署（NASA）'s AirSAR合成孔徑雷達裝載於一架DC-8飛機的側面

對一個典型的機載合成孔徑雷達來說，天線安裝在飛機的側面。所發出的電磁波波束是相當寬的（可能有幾度），如果想獲得極窄的波束，從衍射的原理來講需要非常巨大的天線（一般來說是難以實現的）。在垂直的方向波束也相當寬；經常天線波束照射的區域會從飛機正下方延伸到遙遠的天邊。但是，如果地表基本上是平坦的或坡度變化在一定程度範圍內，則距載體正下方或衛星投影在地面軌跡（星下點）不同距離的點就可以通過回聲時延的不同加以分辨。要分辨沿運動方向的點用（短）小天線很難實現，但是，如果飛行器在運行當中發射一系列脈衝，並且記錄回聲的振幅和相位，則這些回聲信號可以組合，結果相當於這些信號同時從一個很大（長）的天線發射出來。這個方法相當於「合成」了一個遠遠大於實際天線（也遠遠大於飛行器長度）尺度的天線。

數據的處理使用快速傅立葉變換：成像計算量是相當巨大的，實時數據處理仍然是一個嚴峻的挑戰，因此數據的精處理通常是觀測記錄數據後由地面站進行。成像結果是一幅對地面目標照射的雷達信號，經地表反射有明暗色調差異的地貌圖像——包括雷達信號振幅大小及相位資料。在最簡單的應用中，若捨棄相位信息，振幅信息至少包含了地表的粗糙程度資訊，非常像黑白照片。對合成口徑雷達影像判讀，因為其波的特性不同，可能比一般光學影像（例如家庭用照像機所攝得影像）稍微困難，然而目前已累積了對已知地表情形的大量實驗成果，相關判讀知識也不斷增加之中。

更多複雜的工作模式

線性調頻（脈衝壓縮）雷達

源自Dicke的專利，現代雷達常用的脈衝壓縮信號有4類，分別為LFM信號、NLFM信號、頻率編碼信號和相位編碼信號，前三種信號都可歸結為調頻脈衝壓縮信號，都是通過頻率調製實現非線性相位調製，從而實現獲得大的時寬和帶寬。【現代雷達】

參看

• 雷達
• 遙感
• 地球觀測衛星
• RQ-4全球鷹偵察機
• ISAR
• 干涉合成孔徑雷達
• TerraSAR-X
• 麥哲倫號

外部連結

• The Imaging Radar Home Page（NASA SAR missions）
• Airborne Synthetic Aperture Radar (AIRSAR)（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） )（NASA Airborne SAR）
• The CCRS airborne SAR page（Canadian airborne missions）
• RADARSAT international（Canadian radar satellites）
• The ERS missions（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）（European radar satellites）
• The ENVISAT mission（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）（ESA's most recent SAR satellite）
• The JERS satellites（Japanese radar satellites）
• Images from the Space Shuttle SAR instrument（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• The Mineseeker Project（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） has technical information about ultra-wideband SAR
• The Alaska Satellite Facilityhas numerous technical documents, including（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） on SAR theory and scientific applications