低成本雷达系统助力环境监测——或可弥补卫星观测时间分辨率短板 | MDPI NDT

本研究针对现有卫星观测时间分辨率不足（如Sentinel-1重访周期2-6天）以及地面雷达系统成本高昂的问题，旨在开发一种经济高效的雷达系统以弥补观测短板。来自比利时鲁汶大学、根特大学等机构的国际研究团队基于软件定义无线电（SDR）技术，设计并实现了一套步进频率连续波（SFCW）雷达系统。该系统采用低成本SDR替代昂贵矢量网络分析仪，配合增强射频前端和云端远程控制架构，实现了接近高端仪器精度的测量性能。在C波段（瑞士Weissfluhjoch雪地）和L波段（比利时Louvain-la-Neuve植被）的野外实验中，系统验证了优于10cm的距离分辨率和长期无人值守运行的稳定性。校准后的雷达数据清晰识别了地面反射及金属目标，在数分钟间隔内持续获取高时间分辨率微波数据集。结论表明，该低成本可扩展雷达网络为地面验证卫星观测提供了高效解决方案，能显著提升对亚日尺度地表过程（土壤水分、植被光学厚度等）的监测能力，为气候变化监测进入分钟级分辨率时代带来技术突破。