化就是底电磁波的偏振方式,分为线极化、椭圆极化、圆极化。线极化中,电场矢量不随时间变化,又分为两个方向的极化,即水平极化和垂直极化。水平极化指电磁波的电场矢量与入射面垂直,垂直极化指电磁波的电场矢量与入射面平行。改变雷达发射天线的方向就可以改变电磁波的极化方式。
如果发射的是水平极化方式的电磁波,与地物表面发生作用后会使电磁波极化方向产生不同程度的旋转,形成水平和垂直两个分量,用不同极化方式的天线接收,形成HH和HV两种极化方式的图像。若雷达发射的是垂直极化方式的电磁波,同理,会产生VV和VH两种极化方式的图像。
HH、VV又称同极化,HV、VH称为交叉极化。全极化是各种极化方式的综合。
雷达极化的概念要从电磁波在空间传播的特性来看.电磁波矢量沿一特定方向传播(假设为+Z)方向传播,则电场矢量和磁场矢量在垂直于+Z方向的平面(横截面)上随时间的变化而表现一定的轨迹,一般情况下,这种轨迹有一条线,对应的则为线极化;轨迹为一圆,对应的则为圆极化;通常轨迹为一椭圆,则称为椭圆极化.电磁场理论中应该有严格的定义.雷达的极化就是研究电磁波的极化状态对提高雷达性能的理论,包括极化测量技术和目标极化特征研究等.
雷达成像原理
一种高方位分辨率的相干成象雷达。可分为侧视、斜视、多普勒锐化和聚束测绘等工作方式。利用合成的天线技术获取良好的方位分辨率,利用脉冲压缩技术获取良好的距离分辨率。
它的基本原理是把很多小天线单元叠加在一起,构成一个长长的天线。由于雷达天线大小和分辨率高低成正比关系,所以天线一般做得很大,有的达10米长。于是,人们研制出了合成孔径雷达,它利用电子扫描的方式来代替机械式的天线单元辐射,让小天线也能起到大天线的作用。
合成孔径雷达的特点是分辨率高,能全天候工作,能有效地穿透某些掩盖物和识别伪装。合成孔径雷达是一种新型侦察遥感设备,在空中、空间侦察与监视方面有广泛的应用。机载侦察雷达主要使用合成孔径雷达,如美国的E-8C战场监视飞机、TR-1A高空战术侦察机、和U-2R战略侦察机等均装有合成孔径雷达。“长曲棍球”雷达成像侦察卫星也装有这种雷达。
普通雷达只能发现金属物体反射的电磁波,为什么合成孔径雷达却具有“透视”功能呢?这还要从它所使用的电磁波频谱说起。合成孔径雷达使用的是13厘米~30厘米的微波波段,由于微波比可见光和红外辐射穿透能力更强,所以通常用来探测云雾笼罩着的目标,以及深埋于地下或积雪下的物体。用合成孔径雷达探测不含水分的土壤时,可穿透30米的地层探测到深埋在地下的物体。
极化就是底电磁波的偏振方式,分为线极化、椭圆极化、圆极化。
线极化中,电场矢量不随时间变化,又分为两个方向的极化,即水平极化和垂直极化。水平极化指电磁波的电场矢量与入射面垂直,垂直极化指电磁波的电场矢量与入射面平行。
改变雷达发射天线的方向就可以改变电磁波的极化方式。 如果发射的是水平极化方式的电磁波,与地物表面发生作用后会使电磁波极化方向产生不同程度的旋转,形成水平和垂直两个分量,用不同极化方式的天线接收,形成HH和HV两种极化方式的图像。
若雷达发射的是垂直极化方式的电磁波,同理,会产生VV和VH两种极化方式的图像。 HH、VV又称同极化,HV、VH称为交叉极化。
全极化是各种极化方式的综合。 雷达极化的概念要从电磁波在空间传播的特性来看.电磁波矢量沿一特定方向传播(假设为+Z)方向传播,则电场矢量和磁场矢量在垂直于+Z方向的平面(横截面)上随时间的变化而表现一定的轨迹,一般情况下,这种轨迹有一条线,对应的则为线极化;轨迹为一圆,对应的则为圆极化;通常轨迹为一椭圆,则称为椭圆极化.电磁场理论中应该有严格的定义.雷达的极化就是研究电磁波的极化状态对提高雷达性能的理论,包括极化测量技术和目标极化特征研究等。
雷达成像原理一种高方位分辨率的相干成象雷达。
可分为侧视、斜视、多普勒锐化和聚束测绘等工作方式。利用合成的天线技术获取良好的方位分辨率,利用脉冲压缩技术获取良好的距离分辨率。
它的基本原理是把很多小天线单元叠加在一起,构成一个长长的天线。由于雷达天线大小和分辨率高低成正比关系,所以天线一般做得很大,有的达10米长。
于是,人们研制出了合成孔径雷达,它利用电子扫描的方式来代替机械式的天线单元辐射,让小天线也能起到大天线的作用。 合成孔径雷达的特点是分辨率高,能全天候工作,能有效地穿透某些掩盖物和识别伪装。
合成孔径雷达是一种新型侦察遥感设备,在空中、空间侦察与监视方面有广泛的应用。机载侦察雷达主要使用合成孔径雷达,如美国的E-8C战场监视飞机、TR-1A高空战术侦察机、和U-2R战略侦察机等均装有合成孔径雷达。
“长曲棍球”雷达成像侦察卫星也装有这种雷达。 普通雷达只能发现金属物体反射的电磁波,为什么合成孔径雷达却具有“透视”功能呢?这还要从它所使用的电磁波频谱说起。
合成孔径雷达使用的是13厘米~30厘米的微波波段,由于微波比可见光和红外辐射穿透能力更强,所以通常用来探测云雾笼罩着的目标,以及深埋于地下或积雪下的物体。用合成孔径雷达探测不含水分的土壤时,可穿透30米的地层探测到深埋在地下的物体。
我们的耳朵只能分辨频率为二十至二万赫的声音,频率比人的听频范围高的声波就叫做超声波。不同的动物可听到的声波频率范围不尽相同。狗可以听到一些超声波,所以狗只训练员可以用超声波哨子呼唤狗儿。超声波对于蝙蝠更为重要,这种动物是靠超声波来「看」世界的!
蝙蝠先会发出一连串超声的尖叫声,声波遇到障碍物便会反射,就像我们向山谷拍手会听到回声一样。由于超声波的频率高,相对较少出现绕射现象,所以回声十分清晰。蝙蝠分析回声的方向和回传时间,便可以知道环境的精确图像。人们根据蝙蝠「看」事物的原理,发明了声纳探测器,用来测量水深。船只上的发射器先向海底发射超声波,再由另一些仪器接收和分析反射回来的讯息,从而得到整个海床的面貌。
医学的超声波扫描术可说是超声波最重要的应用。超声波扫描不涉及有害的辐射,远比 X-射线等检验工具安全,所以常用于产前检查 (右图)。医生会将一个发出高频超声波 (频率为1-5 兆赫) 的手提换能器,贴着母亲的肚皮进行扫描。声波到达各种身体组织的边界时会有不同程度的反射 (例如液体及软组织的边界、软组织及骨的边界)。接收器收到反射波,便可计算出反射的强度及反射面的距离,以分辨不同的身体组织,并得到胎儿的影像。接收器使用了压电的原理,把超声波所产生的压力转变成电子讯号,再输送到仪器分析。超声波扫描可以帮助医生量度胎儿的大小以确定产期,检查胎儿的性别、生长速度、头的位置是否正常向下、胎盘的位置是否正常、阳水是否足够,与及监察抽阳水的过程,以保障胎儿的安全等。此外,超声波扫描术也用于妇科检查,它可以帮助医生有效地把生长在乳房或卵巢的恶性组织分辨出来。
超声波扫描术的两个重要分支-多普勒超声波扫描术和立体超声波成像技术,更扩大了超声波在医学上的用途。
多普勒超声波扫描术已应用了颇长的时间,这技术利用了波动的多普勒效应。反射超声波物体的运动,会改变回声的频率;当物体正向着接收器移动时,频率便会升高,相反当物体正在远去时,频率便会降低。从回声的频率改变,仪器便可计算到物体的运动速度。多普勒超声波扫描术主要用于检查血液在心脏及主要动脉中的流动速度。血液的流动情况会以一个颜色的影像显示出来,不同的颜色代表不同的流速 (右图)。这有助医生及早发现胎儿先天性心脏毛病。
立体超声波成像技术是很新的技术。检查员首先从多个不同角度拍摄胎儿的二维超声波影像,然后利用计算机技术合成胎儿的立体影像。利用这技术可清晰地显示胎儿的样貌 (下图),甚至摄录到胎儿细致如踢脚或转身等动态,实在为准父母带来不少惊喜。外表的缺憾如兔唇、多指甚至细如斑痣等都可以清楚地显示出来。立体成像技术将会成为未来超声波技术研究的重点。
此外,高频的超声波带有强大的振动能。将超声波入射载满水的容器,再放入需要的清洗的对象,水的振动便可去除对象上的尘垢,而不需直接接触对象的表面。眼镜公司替我们洗眼镜时就是用这种方法。如果将高能超声波聚焦,能量甚至足以震碎石块,所以可以用来击碎体内结石,使患者免受手术之苦。
我们的耳朵只能分辨频率为二十至二万赫的声音,频率比人的听频范围高的声波就叫做超声波。
不同的动物可听到的声波频率范围不尽相同。狗可以听到一些超声波,所以狗只训练员可以用超声波哨子呼唤狗儿。
超声波对于蝙蝠更为重要,这种动物是靠超声波来「看」世界的! 蝙蝠先会发出一连串超声的尖叫声,声波遇到障碍物便会反射,就像我们向山谷拍手会听到回声一样。由于超声波的频率高,相对较少出现绕射现象,所以回声十分清晰。
蝙蝠分析回声的方向和回传时间,便可以知道环境的精确图像。人们根据蝙蝠「看」事物的原理,发明了声纳探测器,用来测量水深。
船只上的发射器先向海底发射超声波,再由另一些仪器接收和分析反射回来的讯息,从而得到整个海床的面貌。 医学的超声波扫描术可说是超声波最重要的应用。
超声波扫描不涉及有害的辐射,远比 X-射线等检验工具安全,所以常用于产前检查 (右图)。医生会将一个发出高频超声波 (频率为1-5 兆赫) 的手提换能器,贴着母亲的肚皮进行扫描。
声波到达各种身体组织的边界时会有不同程度的反射 (例如液体及软组织的边界、软组织及骨的边界)。接收器收到反射波,便可计算出反射的强度及反射面的距离,以分辨不同的身体组织,并得到胎儿的影像。
接收器使用了压电的原理,把超声波所产生的压力转变成电子讯号,再输送到仪器分析。超声波扫描可以帮助医生量度胎儿的大小以确定产期,检查胎儿的性别、生长速度、头的位置是否正常向下、胎盘的位置是否正常、阳水是否足够,与及监察抽阳水的过程,以保障胎儿的安全等。
此外,超声波扫描术也用于妇科检查,它可以帮助医生有效地把生长在乳房或卵巢的恶性组织分辨出来。 超声波扫描术的两个重要分支-多普勒超声波扫描术和立体超声波成像技术,更扩大了超声波在医学上的用途。
多普勒超声波扫描术已应用了颇长的时间,这技术利用了波动的多普勒效应。反射超声波物体的运动,会改变回声的频率;当物体正向着接收器移动时,频率便会升高,相反当物体正在远去时,频率便会降低。
从回声的频率改变,仪器便可计算到物体的运动速度。多普勒超声波扫描术主要用于检查血液在心脏及主要动脉中的流动速度。
血液的流动情况会以一个颜色的影像显示出来,不同的颜色代表不同的流速 (右图)。这有助医生及早发现胎儿先天性心脏毛病。
立体超声波成像技术是很新的技术。检查员首先从多个不同角度拍摄胎儿的二维超声波影像,然后利用计算机技术合成胎儿的立体影像。
利用这技术可清晰地显示胎儿的样貌 (下图),甚至摄录到胎儿细致如踢脚或转身等动态,实在为准父母带来不少惊喜。外表的缺憾如兔唇、多指甚至细如斑痣等都可以清楚地显示出来。
立体成像技术将会成为未来超声波技术研究的重点。 此外,高频的超声波带有强大的振动能。
将超声波入射载满水的容器,再放入需要的清洗的对象,水的振动便可去除对象上的尘垢,而不需直接接触对象的表面。眼镜公司替我们洗眼镜时就是用这种方法。
如果将高能超声波聚焦,能量甚至足以震碎石块,所以可以用来击碎体内结石,使患者免受手术之苦。
您是指合成孔径雷达(SAR)吗?雷达遥感系统常用四种极化方式——HH、VV、HV、VH。
雷达发射的能量脉冲的电场矢量,可以在垂直或水平面内被偏振。无论哪个波长,雷达信号可以传送水平(H)或者垂直(V)电场矢量,接收水平(H)或者垂直(V)或者两者的返回信号。
雷达遥感系统常用四种极化方式——HH、VV、HV、VH。前两者为同向极化,后两者为异向(交叉)极化。
图: HV极化示意图图:VV和HH极化示意图极化是微波的一个突出特点,极化方式不同返回的图像信息也不同。返回同极化(HH或者VV)信号的基本物理过程类似准镜面反射,比如,平静的水面显示黑色。
交叉极化(HV或者VH)一般返回的信号较弱,常受不同反射源影响,如粗糙表面等。图:同一地区不同波长和极化方式得到的SAR图像。
假如你是在研究生阶段学雷达,那么你基本上就是在做理论研究,你可能会开的课我就不说了,这里仅仅介绍你最需要的基本知识。
以下基本的东西你应该知道:
高频电子线路、微波技术、天线、信号与系统(以后你发现基本上都是一些信号理论)。
假如你有机会接触到具体的雷达,那么,简单的电子电路知识以及数字电路知识则是必备的。
相信你本科阶段都学过,忘了的,可以再看看,或者以后用到的在看看也行。
仿真方面,学雷达用的比较多,建议没事可以学些仿真建模软件,MATLAB就可以。
以上课程,个人感觉信号系统学的好的话,雷达原理方面比较容易懂。
雷达基础知识方面,下面是重点:
丁鹭飞教授的《雷达原理》,没说的,必须看,学雷达的都知道。也是最基本的书。
斯科尔尼克的《机载雷达导论》,虽然冠名机载,但并不局限于机载,而是一部雷达入门书,该书浅显易懂,可以补丁书之不足,不过最近比较难买。
斯科尔尼克的《雷达系统导论》,看完雷达原理就可以看雷达系统,丁鹭飞也有雷达系统相关的书。
信号理论学的好的话,可以看《雷达信号理论》更深层次的加深对雷达的理解,不过你上学可能会开课,也可以不看
《雷达系统分析与建模》,这是做建模很好的书。
当你基本入门之后,就可以看电子工业出版社出的《雷达技术丛书》了,一套很多本,推荐其中的《雷达发射机技术》、《雷达接收机技术》、《精密跟踪测量雷达技术》
推荐一本老书《雷达工程学》、《现代雷达技术》,前者会介绍雷达的实体,后者是雷达原理性质的书,看《雷达原理》不懂时可以参考一下。
以上的书网上有电子版
论坛方面,推荐国防科技论坛的雷达论坛,资料很多
书找不到的就到爱问共享资料上去搜
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