[發(fā)明專利]機載下視3D SAR稀疏陣列天線布局方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310750198.0
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103762412A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚維賢;王彥平;彭學明;鮑慊;洪文;吳一戎
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: H01Q1/28
• 分類號: H01Q1/28;H01Q21/00;G01S13/90
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳秋明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機載下視3D?SAR稀疏陣列天線布局方法。?

背景技術(shù)

機載下視陣列3D?SAR(Three-Dimensional?Synthetic?Aperture?Radar，簡稱3D?SAR)通過對機底區(qū)域進行觀測，在波傳播方向借助于脈沖壓縮實現(xiàn)分辨；在航跡向借助于載機平臺運動實現(xiàn)孔徑綜合，進而實現(xiàn)航跡向分辨；在陣列向，通過沿載機機翼和機腹布置稀疏陣列天線實現(xiàn)孔徑綜合，進而實現(xiàn)陣列向分辨(參見非專利文獻1、2)。?

如果沿機翼和機腹均勻布置大量天線子陣，一方面對飛機氣動性等會造成較大影響。另一方面，均勻布置大量陣元還會增加系統(tǒng)成本和系統(tǒng)復雜度。針對這些問題，本領(lǐng)域人員就如何進行陣列向天線子陣布局開展了大量研究工作，例如在非專利文獻3、4、5中公開了如下方法。通過M個發(fā)射天線單元和N個接收天線單元虛擬M×N個等效相位中心，且相位中心中間的間距需要小于半波長。但上述方法需要以天線陣元為全向天線為前提，即能夠覆蓋陣列向能觀測到的所有目標。?

然而，在實際觀測中，由于系統(tǒng)信噪比、分辨率等的限制，系統(tǒng)的陣列向觀測范圍總是限定在一定觀測范圍內(nèi)，而不是陣列向±90°。?

此外，上述天線子陣布局中，尚未考慮到實際天線陣列向尺寸大小、?飛行平臺上的天線安裝空間和天線子陣間布局關(guān)系，會出現(xiàn)天線在航跡向前后交錯布局的情形，特別是部分發(fā)射天線和接收天線等效天線重疊布局，這樣一來不利于系統(tǒng)實現(xiàn)，也不利于天線在飛行平臺上的靈活安裝。?

此外，在現(xiàn)有技術(shù)的天線布局中，陣元布局尚未考慮目標高程范圍影響。進而，還需要保證系統(tǒng)陣列向響應(yīng)函數(shù)的柵瓣控制在合理水平。?

非專利文獻：?

非專利文獻1：J.Klare.A?newairborne?radar?for3D?imaging-simulation?study?of?ARTINO.EUSAR?Dresden，Germany，2006；W.M，E.J，E.A.Peters?O.An?airborneradar?for?three?dimensionalimaging?and?observationtechnical?realisation?and?status?ofARTINO.EUSAR，Dresden，Germany，2006。?

非專利文獻2：L.Du，Y.P.Wang，W.Hong，et?al.A?Three-Dimensional?range?migration?algorithm?for?downward-looking3D-SAR?with?single-transmitting?and?multiple-receiving?linear?array?antennas.EURASIP?Journal?on?Advances?in?Signal?Processing，2010。?

非專利文獻3：J.Klare，D.Cerutti-Maori，A.Brenner，J.Ender.Image?quality?analysis?of?the?vibrating?sparse?MIMO?antenna?array?of?the?airborne3D?imaging?radar?ARTINO.2007。?

非專利文獻4：M.Weiss，O.Peters，J.Ender.A?three-dimensional?SAR?system?on?an?UAV.IGARSS2007，Barcelona，Spain，2008：5315-5318。?

非專利文獻5：彭學明，王彥平，譚維賢，等.基于跨航向稀疏陣列的機載下視MIMO3D-SAR三維成像算法.電子與信息學報，2012，34(4)：943-949。?

發(fā)明內(nèi)容：

(一)要解決的技術(shù)問題?

針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明提供一種機載下視3D?SAR稀疏陣列天線布局方法，解決了機載下視3D?SAR成像中陣列向天線布局設(shè)計方法復雜以及天線布局空間受限等問題，特別是能夠根據(jù)系統(tǒng)陣列向分辨率和觀測范圍進行陣列向天線布局設(shè)計，并且能夠保證系統(tǒng)陣列向響應(yīng)函數(shù)的柵瓣控制在合理水平。?

(二)技術(shù)方案?

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的機載下視3D?SAR稀疏陣列天線布局方法，包括：?

步驟S1，根據(jù)作為機載下視3D?SAR系統(tǒng)參數(shù)的載機飛行高度、觀測區(qū)域最大高度變化范圍函數(shù)、雷達系統(tǒng)工作波長、方位向分辨率和陣列向分辨率，確定陣列天線方位向尺寸、陣列向天線布局長度和陣列天線單元半波束寬度；?