微波遥感是一个非常专业的领域，涉及的知识面非常广，包括的众多的概念、理论、方程、公式等。实际上，如果我们专注于微波遥感的应用，只理解几个基本的名词和原理即可。本文就选择了几个常用的，也是很基础的几个名词，开始微波遥感方面的学习。

本文主要包括：

• 基本原理和定义
• 常见名词
• 微波遥感工作波段

1.基本原理和定义

基本原理：微波与目标的相互作用，可以测量目标的后向散射特性、多普勒效应、偏振特性等，还可以反演目标的物理特性(介电常数、湿度等)，及几何特性(目标大小、形状、结构、粗糙度等)多种有用信息。这个类似于光学遥感中的波谱特征。

下面我们了解一下三个名词：微波遥感、主动式遥感和雷达遥感

微波遥感是遥感器工作波段选择在微波波段范围（1～1 000mm）的遥感，常用的是8～300mm。微波遥感对云层、地表植被、松散沙层和冰雪具有一定的穿透能力，可以全天侯、全天时工作。

微波遥感的工作方式分主动式（有源）微波遥感和被动式（无源）微波遥感。前者由传感器发射微波波束再接收由地面物体反射或散射回来的回波，如侧视雷达；后者接收地面物体自身辐射的微波，如微波辐射计、微波散射计等。

雷达遥感是微波遥感的另外一种常见叫法，实际上我们可以理解为微波遥感的狭义概念，比较口语化。

综上所述，"微波遥感"是学科性质的广义概念，"主动式遥感"是微波遥感中的一部分，"雷达遥感"是微波遥感常用的替代词。

图1微波遥感分类

2.入门名词

除此之外，我们还需要理解以下几个名词。

2.1雷达（Radar）

Radar是RAdio Detection And Ranging的简写，一个Radar系统主要包括三个功能：

• 发射微波信号到场景
• 接收从场景中传回的部分后向散射能量
• 观测返回的强度（检测）和延时（测距）信号

Radar使用本身的能量源，因此可以进行全天候观测，并且可以透过云层覆盖。这种遥感系统就是主动式遥感系统。

早期的雷达系统是真实孔径雷达（Real Aperture Radar—RAR），由于成像分辨率与雷达天线的长度成正比，要想得到较高分辨率的图像，需要增加天线的物理尺寸，限制其发展和应用。后来逐渐被合成孔径雷达取代。

图2 雷达系统工作方式

2.2侧视雷达（SLR）

如果雷达信号垂直照射地面，总会有两个点具有相同的距离，运行轨迹的每一边各有一个，于是图像自身就会有折叠，轨迹的右边的点和相应左边的点就会混在一起。采用侧视工作方式的侧视雷达（side-looking radar）就能有效的解决这个问题，侧视雷达是由传感器向与飞行方向垂直的侧面发射波束，并接受在侧面上地物的反射波。

2.3合成孔径雷达（SAR）

SAR是Synthetic Aperture Radar的简写，中文名称为：合成孔径雷达。用一个小天线作为单个辐射单元，将此单元沿一直线不断移动，在不同位置上接收同一地物的回波信号并进行相关解调压缩处理的侧视雷达。可以获取高分辨率的地球表面图像，是目前广泛使用的雷达系统。同时它属于成像雷达、以及侧视雷达。

3.微波遥感工作波段

微波遥感使用的微波部分的电磁频谱，频率​​从0.3GHz至300 GHz的，在波长方面，从1米到1毫米。

我们也常看到大多数情况不是用波长大小来描述，而是用字母符号代替。常用的波长如下：

• P-band = ~ 65 cm
• L-band = ~ 23 cm
• S-band = ~ 10 cm
• C-band = ~ 5 cm
• X-band = ~ 3 cm
• K-band = ~ 1.2 cm

波长越长穿透能力就越强，如波长大于2cm的雷达系统不会受到云的影响。如下为几个雷达频率的应用：

• 冰雪识别，小型特征，使用X-band
• 地质制图，大型特征，使用L-band
• 叶面渗透，最好使用低频率，如P-band
• 一般情况，C-band是折中波段

图3 微波遥感的波段范围

4.总结

微波遥感是一个非常专业的领域，涉及的知识面很广，包括电子科学、航空、计算机等。实际上，如果我们只专注于微波遥感的应用，就可以抛弃一些复杂的原理和众多的概念，甚至很多方程和公式，首先理解几个基本的名词和原理即可。

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