距離模糊比

距離模糊比（Range Ambiguity signal Ratio, RASR）是用來反映合成孔徑雷達（Synthetic Aperture Radar,SAR）圖像的距離向模糊程度的一個比值。距離向模糊是指SAR衛星在進行掃描探測時，某些區域的回波信號到達衛星觀測帶內的回波信號同時被雷達接收，當前目標區域範圍的脈衝回波信號與前一個或前幾個脈衝的回波信號混疊在一起，對測繪帶產生干擾，從而引起模糊。

基本介紹

• 中文名：距離模糊比
• 外文名：Range Ambiguity signal Ratio
• 簡稱：RASR

產生原因

SAR圖像的模糊主要是來自於觀測目標區域外的回波信號對觀測目標區域回波信號的干擾，這種干擾會導致圖像的質量下降，甚至在圖像上出現“鬼影”現象，給圖像的使用造成巨大的困難。根據干擾信號來源的不同，可以將圖像模糊具體分為距離向模糊和方位向模糊。

距離向模糊主要是由於雷達發射脈衝的脈衝重複頻率（Pulse Repetition Frequency, PRF）過高引起的。星載SAR在工作過程中，其發射脈衝的回波信號一般延遲了N個脈衝重複周期之後才會被接收雷達接收。考慮到地球曲率的影響，在觀測帶內有用回波信號的時間散布可能會超過脈衝之間的間隔，使得前一個或前幾個發射脈衝的回波信號與當前發射脈衝的回波信號在時間上重疊在一起，造成了對本次發射脈衝回波信號的干擾，從而出現模糊。此外，距離向模糊還來自於天線俯仰波束的旁瓣。如果旁瓣信號足夠強，當旁瓣照射區回波信號的雙程傳輸時延與觀測帶回波信號的雙程傳輸時延之差為脈衝重複周期的整數倍時，其前後相鄰的發射脈衝旁瓣回波就會與觀測帶有用回波信號同時到達接收機，回波信號就會混疊在一起，就會產生距離向模糊。距離向模糊會使點目標的圖像在距離向上出現不同程度的亮點。

圖1 距離向模糊產生示意圖

如圖1所示為由前一個脈衝回波信號產生距離向模糊的幾何關係示意圖。距離模糊區內回波信號的雙程傳播時延與觀測帶信號雙程傳播時延只差為脈衝重複周期的整數倍，兩組回波同時傳播至接收雷達時，信號發生混疊，從而產生了距離向模糊。

計算公式

二維模糊度ASR的定義為

計算公式

式中，表示處理的回波信號的都卜勒頻寬；表示回波信號的強度；表示回波信號的都卜勒頻率；表示發射脈衝重複頻率。根據定義可知，模糊度是脈衝回波時間的函式，也就是說，對於同一觀測帶內的不同時間分辨單元，其模糊度是各不相同的。

在ASR定義的基礎上，可以定義距離向模糊度RASR為所有模糊區回波信號總功率與測繪帶內回波信號總功率的比值。即：

計算公式

上式中，回波信號強度可以由雷達方程推導如下：

計算公式

式中，是與系統參數有關的常數；是天線增益；是發射脈衝信號照射區域地物目標的後向散射係數；是雷達天線到地物目標的距離。

影響因素

天線寬度

根據距離模糊比和回波信號強度的計算公式可以看出，影響最大的參數是天線距離向方向照射圖，而距離向的天線照射方向圖主要是由天線寬度和天線所採用的加權方式所確定的。因此，當天線寬度足夠大時，採用低旁瓣的技術，就能得到距離模糊比較低的高質量雷達圖像。

入射角

對於一個尺寸和分布都不變的天線，當入射角增大時，其距離模糊就會顯著的增大。

脈衝重複頻率

當脈衝重複頻率過高時，構成距離向模糊的發射脈衝數目將增多，距離模糊也就更加嚴重。四、抑制方法

由於距離向模糊主要是由於PRF過高引起的，因此可以通過降低PRF來增加脈衝重複周期，減少進入回波窗中的模糊信號從而降低距離向模糊。此外，還可以選用合適的天線距離向方向圖，減小旁瓣信號的功率，從而降低旁瓣信號產生的距離向模糊。