机载雷达的成像

• 　　高性能处理器的发展，使得机载雷达终于能够对地面成像。其实，机载雷达的成像原理在20世纪50年代就已经提出，但直到70年代中期才趋于成熟。其中需要解决的难题始终是提高分辨率的问题。机载雷达波束打向地面就像可见光一样，会“照亮”一片区域，由于“照片”是二维的，就需要雷达同时提高对距离和方位两个参量的分辨力。脉冲压缩提高了距离上的分辨能力，而方位分辨力则与波束在方位上的宽度有关，波束宽度又与波长成正比，与天线面积成反比。所以要提高方位分辨力，首先需要采用更短的波长，一般能够成像的雷达都工作在X波段（如果工作频率再提高，则传输衰减太大，不适合远距离传输）；另一方面，需要增大天线在水平方向上的尺寸。假设工作在X波段、直径为1米的天线，能够达到的波束水平宽度为0.3度，则在200千米距离上横向宽度可达1千米，已经不能用于成像。反过来，在200千米的距离上若要获得1米的分辨率，则要求天线在水平方向上的尺寸达到1千米！这么大的天线，飞机显然是不堪重负！

  　　1千米的天线不能制造，但问题还得解决。于是人们又想到了“合成孔径”的办法，孔径即天线的尺寸。由于雷达天线随飞机一起运动，飞机飞行一千米，雷达天线也就移动了一千米，能不能把这个一千米等效成天线的尺寸呢？可以，由于这种方法的天线尺寸是天线运动到每一个位置上时“合成”出来的，所以就叫合成孔径。同时，为了使这段距离上的雷达回波同时到达接收机，在实现“合成孔径”时，需要把来自不同距离上的回波存储起来，并且在接收时间上做些补偿或调整，对于天线来说，使得同一块区域内回波到达时间相同，使其等效为一段完整的天线；另外，还要对来自不同区域的回波做区分，然后再对二维数据进行成像处理。所以，合成孔径雷达所要处理的数据量非常巨大，但随着计算机和高性能处理器技术的突破，使得机载雷达成像不但可行，甚至能够做到实时成像。

  　　安装在F/A-18A/B等战斗机上的AN/APG-65雷达，代表了20世纪80年代的机载雷达最高水平，它首次采用了可编程信号处理器，并且是首次将空空探测模式与空地成像模式综合设计的机载火控雷达。在此基础上升级发展的AN/APG-73雷达，更是大规模装备了F/A-18战斗机的多个型号。