[發明專利]基于孔徑合成技術的三維高分辨目標散射系數測量方法

有效

• 申請號: 200910058731.0
• 申請日: 2009-03-30
• 公開（公告）號: CN101509973A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 張曉玲;師君;楊建宇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于孔徑合成技術的三維高分辨目標散射系數測量方法，其特征是它包括以下幾個步驟：

步驟1、初始化測量系統參數

為了測量目標散射系數，測量系統提供如下初始化參數，包括：待測的目標散射系數水平向分辨率指標，記作ρ_H；測量波段，記作f_c；待測的目標散射系數垂直向分辨率指標，記作ρ_V；待測的目標散射系數信號形式指標；待測的目標散射系數視線向分辨率指標，記作ρ_r，發射信號帶寬，記作B；數模轉換模塊的量化比特數，記作α；接收信號的持續時間，記作T_s；

步驟2、二維運動控制平臺確定

利用步驟1已知的待測的目標散射系數水平向分辨率指標ρ_H，采用公式L_H＝λR/(2ρ_H)計算出雷達天線運動軌跡的寬度L_H，其中，R為雷達到觀測目標的距離，從雷達回波中測得，ρ_H為待測的目標散射系數水平向分辨率指標，λ為測量波段對應的波長，利用公式λ＝C/f_c計算，其中，C為光速；根據步驟1已知的待測的目標散射系數垂直向分辨率指標ρ_V，采用公式L_V＝λR/(2ρ_V)計算出雷達天線運動軌跡的高度L_V，其中，ρ_V為待測的目標散射系數垂直向分辨率指標；根據雷達天線運動軌跡的寬度L_H和雷達天線運動軌跡的高度L_V確定有效行程為L_H×L_V的二維運動控制平臺；

步驟3、二維運動控制平臺的雷達天線運動軌跡確定，即確定周期三角函數的周期數：

采用公式N＝2L_V/λ計算出二維運動控制平臺的雷達天線相位中心的周期數N；根據雷達天線相位中心的周期數N，確定周期為N的三角型周期函數，即，二維運動控制平臺的雷達天線運動軌跡為周期為N的三角型周期函數；根據已確定的二維運動控制平臺的雷達天線運動軌跡，二維運動控制平臺沿雷達天線運動軌跡運動，得到二維運動控制平臺完成雷達天線運動軌跡所需要的時間，記作：T_A；采用公式PRF＝(2.6L_HN)/(T_Aλ)計算出發射系統的脈沖重復頻率PRF；

步驟4、發射系統確定

根據步驟1已知的待測的目標散射系數測量波段指標f_c，確定與測量波段f_c對應的雷達載波調制模塊、功率放大模塊和雷達發射天線；根據步驟1已知的待測的目標散射系數信號形式指標，確定發射系統的發射信號形式；根據步驟1已知的待測的目標散射系數視線向分辨率指標ρ_r，采用公式B＝C/(2·ρ_r)計算出發射系統的發射信號帶寬B，其中，B為發射信號帶寬，C為光速，ρ_r為待測的目標散射系數視線向分辨率指標；根據發射信號形式和發射信號帶寬、發射系統的脈沖重復頻率PRF確定基帶信號產生模塊；

步驟5、接收系統確定

根據步驟1已知的待測的目標散射系數測量波段f_c，確定雷達接收天線和下調制模塊；根據步驟1已知的發射信號帶寬B，采用公式f_s＝1.3B計算出接收系統的采樣頻率f_s；根據接收系統的采樣頻率f_s，采用公式W＝2·f_s·α·T_s·PRF計算出接收系統的存儲器的存儲速率W，其中，α為數模轉換模塊的量化比特數，T_s為接收信號的持續時間；采用公式Q＝W·T_A計算出接收系統數據存儲模塊的存儲容量Q，其中，T_A為步驟3得到的二維運動控制平臺完成雷達天線運動軌跡所需要的時間；根據接收系統存儲器的存儲速率W、接收系統存儲器的存儲容量Q、數模轉換模塊的量化比特數α及接收信號的持續時間T_s確定接收系統；

步驟6、接收系統和發射系統同步

調節接收系統雷達天線波束和發射系統雷達天線波束指向觀測目標上的相同位置；調節接收系統接收波門，并接收觀測目標的回波；

步驟7、系統安裝與數據采集

將雷達發射天線和雷達接收天線固定在二維運動控制平臺的固定裝置(4)上，固定裝置(4)是用來固定雷達發射天線和雷達接收天線的裝置；通過控制固定裝置(4)按照步驟3確定的二維運動控制平臺的雷達天線運動軌跡運動，以實現雷達發射天線和雷達接收天線按照二維運動控制平臺的雷達天線運動軌跡運動；打開發射系統向目標發射電磁波，同時打開接收系統接收目標回波；

步驟8、數據處理

將接收系統接收的目標回波采用現有的合成孔徑雷達三維后向投影算法進行成像處理，得到目標散射系數在三維空間的分布。