以下考慮因素也適用于實際孔徑地形成像雷達,但當距離分辨率與僅可從合成孔徑雷達獲得的交叉波束分辨率相匹配時,這些因素則顯得更為重要。
雷達圖像的二維是距離和交叉距離。有限地形的雷達圖像類似于傾斜的照片,但不是從雷達位置拍攝的。這是因為雷達圖像中的距離坐標垂直于傾斜照片的垂直角度坐標。因此,觀看這種圖像的視入瞳位置(或攝像機中心)不在雷達上,而是像在觀察者的視線垂直于連接雷達和目標的傾斜距離方向的點上,傾斜距離從圖像的頂部到底部增加。
因為水平地形的傾斜范圍在垂直角度上有所不同,所以這種地形的每一個高度都表現為一個曲面,組成一個雙曲余弦函數曲面。不同范圍的垂直方向與這些曲線垂直。觀察者的觀察方向平行于曲線的“hypcos”軸。雷達正下方的物體看起來就像是從水平方向(即從側面)進行光學觀察,而遠處的物體看起來就像是從正上方進行光學觀察。除非看到大范圍的近距地形,包括陡峭的傾斜范圍,否則這些彎曲是不明顯的。
如上所述,小區域的高分辨率雷達圖像看起來非常像熟悉的光學圖像,原因有二。第一個原因很容易通過想象場景中的旗桿來理解。其上端的傾斜范圍小于其底部的傾斜范圍。因此,只有當從上面的方向觀察時,電極才能正確地顯示為頂端朝上。其次,雷達是向下照射的,陰影在他們最熟悉的“頭頂”方向。
需要注意的是,極點頂部的圖像將覆蓋一些地形點的圖像,這些地形點位于相同的傾斜范圍弧上,但處于較短的水平范圍(“地面范圍”)。面向照明和視眼點的場景表面的圖像將具有與從該眼點觀看的光學場景相似的幾何形狀。然而,面向雷達的坡度將會縮短,而背向雷達的坡度將會從其水平(地圖)維度上延長。因此,前者會變亮,而后者會變暗。
從比垂直于傾斜范圍更陡的斜坡返回的數據將被覆蓋在更近地面范圍的低海拔地形上,兩者都是可見的,但是混合在一起。對于垂直表面,如建筑物的墻壁,情況尤其如此。當一個表面比垂直于傾斜范圍更陡時,另一個不利之處是它在一個面上被照亮,但是從反面進行“觀察”。例如,當建筑物的內部和后壁(離觀察者最近,因此預期對觀察者來說是光學可見的)由于缺乏照明而消失在前壁和屋頂的陰影中時,人們就好像從內部“看到”了建筑物的雷達護面墻。從屋頂返回的部分光線可能覆蓋前墻返回的部分光線,兩者都可能覆蓋從建筑物前面的地形返回的波。可見的建筑陰影將包括所有照明項目的陰影。由于照明天線在創建圖像所需的“時間曝光”期間的移動,長陰影可能會造成邊緣的模糊。
如果粗糙度包括小于雷達波長的起伏,我們通常認為粗糙的表面將表現為光滑的鏡子,在這樣的表面之外,還會顯示出它前面物體的附加圖像。這些鏡像會出現在鏡像表面的陰影內,有時會填滿整個陰影,從而妨礙對陰影的識別。
適用于SAR但不適用于真實孔徑雷達的一個重要事實是,任何場景點的疊加方向不是直接朝向雷達,而是朝向SAR當前路徑方向上最接近目標點的那一點。如果合成孔徑雷達向前或向后“瞇著眼”遠離精確的寬邊方向,那么照明方向和陰影方向將不會與覆蓋方向相反,而是從覆蓋方向向右或向左傾斜。當觀察時,圖像將出現正確的投影幾何形狀,使得覆蓋方向垂直,合成孔徑雷達的飛行路徑在圖像上方,并且范圍稍微向下增加。
合成孔徑雷達場景中運動的物體會改變回波的多普勒頻率。因此,這些物體出現在圖像中的位置與它們的速度的距離方向分量成正比。道路車輛可能被描繪成離開道路,因此不被識別為道路交通項目。遠離軌道出現的列車更容易被識別,因為它們平行于已知軌道的長度,以及沒有相同長度的鐵路標記和一些相鄰的地形,兩者都被列車遮蔽。雖然運動船只的圖像可以偏離其尾流早期部分的線,但尾流的較近期部分仍然參與船只的一些運動,表現為連接船只圖像和相對靜止的遠尾尾流的曲線。在這種可識別的情況下,移動物體的速度和方向可以根據它們的偏移量來確定。目標運動的軌跡分量會產生一些散焦。隨機運動,例如風驅動樹葉、在崎嶇地形上行駛的車輛、人類或其他動物行走或奔跑,通常會使這些物品無法聚焦,導致模糊甚至有效的隱形。
這些考慮以及相干性導致的散斑結構需要一些時間來正確解釋合成孔徑雷達圖像。為了幫助實現這一點,通過在已知的地形和物體上進行多次試飛,可以積累大量重要的目標特征。