天线是什么？天线就是一种可以发射和接收电磁波的装置。

相比普通的可见光而言，电磁波具有很大的优势，因为它极少受到环境因素的影响，即便相隔遥远，中间又有浓烟重霭阻隔，电磁波都能够轻松穿过，而我们通过电磁波所呈现的反射强度以及反射物的距离等等便能够获悉自己所需的信息。那么电磁波有没有什么劣势呢？当然也是有的。相比普通的可见光来说，电磁波的波长很长，有多长呢？可以达到普通可见光的数千倍，乃至上万倍。也就是说电磁波虽然能够带给你信息，但这些信息不怎么精致。

也正是基于这个原因，所以早期的雷达只能够探测出一个物体的存在，但这个物体到底是什么，就无从所知了，于是那些不停旋转的雷达，最终所呈现出来的信息就是一个个移动的小圆点。

当然，只能够呈现一个小圆点也就够用了，因为这些雷达的作用就是测距，通过小圆点的移动速度基本可以猜测出到底是一个什么物体。然而，随着时代的发展，人们对于雷达的需求也更多了，我们不仅需要用它测距，还希望能够通过雷达呈现出图像。

有没有什么办法可以让雷达探测出图像呢？

当然有，而且很简单，只需要增大天线的孔径就可以了。因为天线的孔径变大了，就能更好地压缩电磁波束，于是所呈现出的图像分辨率也就越高。不过天线的孔径变大了，天线也就会随之增大，因此一个成像雷达的天线可能会十分巨大。这种情况在地面上还好解决，可要是到了天上，就不太好办了。我们知道，在地球的近地轨道上运行着许多成像卫星，它们其中的一些佼佼者，分辨率是非常高的。

以我国的高分三号卫星为例，它的分辨率就可以达到1米，要知道，这颗卫星可是运行在755公里以外的太空中啊。

那么，高分三号卫星是不是有着一个庞大的天线呢？并没有，也不可能有。因为要在如此高度达到如此高的分辨率，其所携带的天线长度大概要超过4万米才行。没有大天线，又如何实现高分辨率成像呢？因为这些成像卫星上所使用的是一种特殊的雷达，即“合成孔径雷达”，这种雷达可以以小身材完成大功能。

这里我们必须要提到一个概念，即多普勒频移。

当我们用电磁波去探测一个物体时，如果这个物体正在远离我们，那么它的回波就会被拉长，这种情况就被称之为“多普勒负移”。反之，如果我们探测到一个物体的回波被压缩了，那么就说明这个物体正在靠近我们，这种情况就被称之为“多普勒正移”。在卫星高速移动的过程中，会尽量在相同的时间内发射尽可能多的电磁波，这样一来便能够收集到更多的多普勒频移数据，通过汇总这些数据，便能够得到一个物体的位置、形态等具体信息。

这就是合成孔径雷达的基本工作原理。

合成孔径雷达本身虽然不大，但它却能够在稳定的平移过程中不断发射相同的脉冲信号。在将这些脉冲信号的回波收集并储存起来之后，通过数据分析，便可以合成出一个等效的大天线数据，这就是“合成孔径雷达”名字的由来。相比传统的光学成像卫星而言，合成孔径雷达卫星的成像精度要高很多，更为重要的是，它不受云雾的干扰，所以经常会发现一些光学成像卫星发现不了的东西。