没想到（合成孔径雷达）合成孔径雷达与相控阵

逆合成孔径雷达，可以看作是把合成孔径雷达，反过来：合成孔径雷达，装在一个运动的平台上，探测固定目标；逆合成孔径雷达，是用一部固定雷达，探测一个运动目标。两者都是通过对雷达回波频率的精细处理，把角度分辨率提高几十倍甚至几百倍。

合成孔径雷达、逆合成孔径雷达具备高分辨率的原理，在电子理论上有多种解释方法，下面是其中一种。

普通雷达的角分辨率，可以看作是雷达波束的宽度。比如在下图中，三个目标都在一个波束范围内（距离相同，或差别不超过雷达的距离分辨率），雷达天线发射一个雷达波过去，三个目标反射的电波，基本上同时返回天线、接收机。因此在雷达眼里，那里有“一个目标”。但如果存在横向移动，这三个雷达回波就会有细微差别。合成孔径雷达、逆合成孔径雷达，正是利用这一特性来工作的。

先说合成孔径雷达。上图中，左边的雷达在向上移动，右边三个目标不动。这时右边返回的三个雷达回波，中间那个的频率和发射波一样。而上面的回波，因为目标和雷达间的距离在缩短，因此回波频率会升高，也就是有多普勒频移。这个变化当然很小，但如今的技术条件已经能检测出来，只需要积累足够数量的雷达回波。下面的回波，因为目标正远离雷达，频率降低。

区分出多普勒频移是高是低还是零，而且高多少低多少，就能分辨出目标具体在哪个位置。上图中能把多普勒频移的变化区分出5档，就能在原来一个波束宽度内，区分出11个目标，相当于角分辨率提高了10倍。当然，这个分析过程不是靠一个回波实现的，雷达需要一边飞行一边探测，连续接收多个甚至几百个回波，然后通过一套复杂的三角函数关系，把这些回波信号综合到一起，才能得出结果。

反过来的逆合成孔径雷达，雷达是固定的，目标在飞行，比如这架飞机。头尾各处虽然都在一个雷达波束范围内，但它们相对于雷达的角度不同，反射的回波信号也有不同的多普勒频移。于是在接收足够多回波，完成频率分析后，雷达可以看出这架飞机的长度、大致外形。这就是逆合成孔径雷达。

当然，合成孔径雷达为了获得高分辨率，也得有些牺牲。比如机载雷达要尽量以稳定速度和固定方向飞行，否则频率分析的难度会加大；要飞一定的时间，积累足够数量、强度的回波信号。逆合成孔径雷达，则要假设目标在一个探测周期内是匀速直线飞行。而且这种雷达的数据更新率不如其它雷达。因此现在逆合成孔径雷达适合探测和识别卫星、轰炸机等机动少的飞行目标，不适合火控等任务。

熊伟：2001年开始担任《兵器知识》杂志副主编至今，2003年获得副编审技术职称。至今已在《兵器知识》《我们爱科学》等期刊上发表科普文章200多篇；参与央视七套《军事科技》栏目的策划，撰写了《未来战场》《枪械大师》系列片的脚本文案，央视国防军事频道的《现代都市作战的步兵装备》等脚本文案；主编过中国科普文选（第二辑）《利甲狂飙》一书，参与编著了《绘军事》系列漫画军事图书，组织和执行了“中国古代发明创造国家名录”项目军事技术组的工作。

出品：科普中国

作者：熊伟

策划：金赫

监制：光明网科普事业部

来源： 科普中国-军事科技前沿