[科普中国]-距离分辨率

定义

在雷达图像中，当两个目标位于同一方位角时，但与雷达的距离不同时，二者被雷达区分出来的最小距离称为距离分辨率。即雷达距离分辨率定义为雷达分辨两个近距离目标的能力。雷达距离分辨率与雷达发射信号脉冲宽度有直接关系，雷达发射信号脉冲宽度越窄，雷达距离分辨率越高。

内容20世纪50年代末，由于航天技术的飞速发展，飞机、导弹、人造卫星以及宇宙飞船等均采用雷达作为探测和控制手段。尤其是20世纪60年代中研制的反洲际导弹系统提出了远距离、高分辨率和多目标测量的要求，使雷达技术进入蓬勃发展的时期。

随着我们对雷达的作用距离、分辨率等性能指标提出越来越高的要求，使得目前的雷达体制无法同时满足作用距离远、距离分辨率高的要求．此刻，出现了一种新的雷达体制即脉冲压缩雷达体制．它大大地提高了距离分辨率，并且有效地解决了雷达作用距离与距离分辨率之间的矛盾。1

通常来说，雷达距离分辨率可用时间分辨常数（Tr）来表示：

Tr=1/Be

式中Be一一雷达信号有效相关带宽。

由上式可见，信号有效相关带宽越宽，时间分辨常数越小，则雷达距离分辨力越高。信号有效相关带宽不仅与信号形式有关，而且也与信号载频有关。由于毫米波雷达的工作频率较高，信号有效相关带宽较宽，故有很高的距离分辨率。2

特征船用雷达显示平面图像，图像分辨能力采用径向（距离）图像分辨的距离分辨率△Rmin和角向（方位)图像分辨的方位分辨率△αmin两项指标来表示。

雷达距离分辨率△Rmin表示区分同方位，两个相邻目标的能力，以可区分的同方位、两个点目标的最小间距△Rmin表示。所谓“点目标”是指在显示屏上的回波亮点只有光点尺寸大小的那些小目标。△Rmin值越小，表示雷达距离分辨率越高，雷达图像越清晰。由于回波视频脉冲有一定宽度、经通道的接收信号存在失真以及屏幕显示存在分辨率等原因，使同方向相邻两个点目标逐渐靠近到一定间距时。其屏上的两个回波已经相切或重叠。3

显然，雷达距离鉴别力越高，越容易在距离上把两个相邻目标区分开来，雷达图像越清晰。

在相同方位上的两个相邻点目标逐渐靠近，可还有一定的间距时，荧光屏上两个日标标志已经相切，甚至重叠在一起。原因在于脉冲信号的宽度、接收机造成的接收信号的失真和屏幕显示的分辨率。

当同一方位上两个目标回波信号的时间间距在一个信号脉冲宽度（r）内时，这两个回波信号由于形成同时散射，必然相连在一起而无法分辨，因此脉冲宽度决定了雷达信号本身固有的距离分辨率，cr/2为距离分辨单元。但应注意，这一结论仅适用于非相参脉冲雷达信号。更一般地，雷达信号理论证明，雷达信号固有的距离分辨率取决于信号所具有的带宽，宽带的大时宽脉冲信号因脉内具有某种调制而可以通过压缩得到较窄的脉冲宽度。4

运用在天气目标探测中，天气雷达距离分辨率越高，对大气运动内部结构观察越细致，天气预测就越准确，尤其在中小尺度天气预报中，准确的天气预测可避免巨大的经济损失。5

条纹管成像激光雷达(STIL)是一种新型的闪光式激光成像雷达，具有大视场、高帧频、高分辨率等优点，由于具有极高的角度分辨率和距离分辨率，可以同时成目标的强度像和距离像，尤其还可以成高分辨率的三维像，所以在军事上应用很广，如用于小型灵巧炸弹和巡航导弹精确制导、巡航导弹的地形跟随和障碍物的回避、水下鱼雷探测和识别等。6