[發明專利]一種前視線陣三維合成孔徑雷達系統構建方法

有效

• 申請號: 200910059126.5
• 申請日: 2009-04-29
• 公開（公告）號: CN101551457A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 張曉玲;王銀波;郭少南;韓云;錢忠清;李偉華;師君
• 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

技術領域：

本技術發明屬于雷達技術領域，它特別涉及了合成孔徑雷達(SAR)成像技術領域。?

背景技術：

合成孔徑雷達(SAR)是一種高分辨率的微波成像系統，它依靠雷達和目標之間的相對運動來形成合成陣列來獲得橫向高分辨率，利用大帶寬信號實現縱向高分辨率，而三維SAR是基于常規SAR橫向維和縱向維的基礎之上外加切橫向維，它也是依靠雷達和目標之間的相對運動來獲得切橫向分辨率。三維成像是三維SAR區別于其他遙感成像系統的重要特征，由于其測繪時具有全天候、全天時、距離遠等特點，在地形測繪、環境檢測和災害預報等方面具有不可替代的作用。?

前視SAR的出現使得SAR的應用范圍得以擴展，目前對前視SAR做的比較出色的是德國宇航局(DLR)，他們在1999年提出了一種能對飛行路線正前方扇形區域進行中/高分辨率成像的新型機載前視合成孔徑雷達系統--“用于視景增強的新型區域成像雷達(SIREV)”，目前已完成了SIREV的理論研究、前視成像算法、計算機仿真與樣機研制，并在DLR的E-SAR機載試驗平臺上進行飛行測試。在相關文獻中對這個系統做了系統分析和描述。然而這種前視SAR只能得到二維的SAR圖像，對地形的三維信息是無法獲取的。?

我們這個前視三維SAR結合了三維SAR和前視SAR的優點，它除了具有三維SAR所起的作用外，由于波束是前視照射，能提前并實時的得知測繪地形信息，所以它還可以實現飛行器的導航與盲降，因此前視三維合成孔徑雷達具有廣闊的應用前景。?

發明內容：

本發明的目的是為了克服現有合成孔徑雷達系統(簡稱SAR系統)不能實時獲取前方三維地形信息的缺點，提供一種前視線陣三維合成孔徑雷達系統(SAR系統)的構建方法。該系統采用線陣系統單陣元激勵方式，波束前視照射，可以提前并實時的獲取飛行器前方三維地形信息，為精確制導以及飛行器的導航、進近著陸以及盲降提供了一種新方法。?

為了方便描述本發明的內容，首先作以下術語定義：?

定義1、線陣三維成像合成孔徑雷達?

線陣三維成像合成孔徑雷達是將線性陣列天線固定于運動平臺上，結合運動平臺的運動以合成二維平面陣列，并進行三維成像的一種合成孔徑雷達系統。?

定義2、單激勵方式?

在一個飛行孔徑內，對于固定在運動平臺上的線性陣列天線，在每一個慢時間n，n＝1.....N，利用控制開關打開線陣天線中特定的某一個陣元來發射信號或者是接收回波。詳細內容可參考文獻：“APC?Trajectory?design?for‘one-active’linear?array?3-D?imaging?SAR”，Shi?Jun等?

定義3、波束前視角?

波束前視角是指合成孔徑雷達波束中心與飛行器飛行速度方向之間的銳角夾角，一般地，飛行器沿直線飛行，因此波束角可認為是雷達波束中心與沿航跡直線之間夾角。當波束前視角為0°～20°時，稱為大斜視，20°～90°稱為小斜視。?

定義4、三維成像合成孔徑雷達理論分辨率?

三維合成孔徑雷達理論分辨率是指根據三維合成孔徑雷達系統參數，包括發射信號帶寬，合成孔徑長度以及線陣天線長度決定的三維合成孔徑雷達所能達到的最大分辨率。詳見文獻“合成孔徑雷達成像——算法與實現”，Frank?H.Wong等編著，電子工業出版社出版。?

定義5、標準后向投影算法?

后向投影算法是基于匹配濾波原理的合成孔徑雷達成像算法。詳細內容可參考文獻：“Research?on?A?novel?fast?back?projection?algorithm?for?strip?map?bistaticSAR?imaging”，Huang?Yulin等?

定義6、發射/接收天線相位中心軌跡?

發射/接收天線相位中心軌跡是指不同脈沖重復周期內，前視線陣三維成像合成孔徑雷達打開的發射/接收天線陣元位置所構成的軌跡，可看作服從某種分布的隨機變量；?

定義7、合成孔徑雷達發射機?

合成孔徑雷達發射機是指目前合成孔徑雷達采用的向觀測區域發射電磁信號的系統，主要包括信號發生器、混頻器、放大器等模塊?

定義8、合成孔徑雷達接收機?

合成孔徑雷達接收機是指目前合成孔徑雷達采用的接收觀測區域回波的系統，主要包括混頻器、放大器、模/數轉換器、存儲設備等。?

定義9、飛行孔徑與慢時間?