[發明專利]一種星載多通道合成孔徑雷達成像裝置

有效

• 申請號: 201410022806.0
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN103744080A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 王偉;鄧云凱;王宇;張志敏;禹衛東;趙鳳軍;徐偉;郭磊;侯麗麗
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明涉及一種高性能星載多通道SAR系統的設計與實現，尤其設計俯仰向DBF與方位向多通道技術。

背景技術

高性能星載SAR系統的設計所面臨的最重要的問題是：如何在實現方位向高分辨率的同時實現距離向寬測繪帶。

目前，對于傳統SAR系統來說，欲實現方位向高分辨率，在方位向上需要具有大的多普勒帶寬，為了使得信號的采樣符合奈奎斯特采樣定律，系統的方位向采樣率(即脈沖重復頻率)必須足夠高。而高的脈沖重復頻率會縮短雷達系統的回波接收窗，從而降低測繪帶寬，所以方位向高分辨率與距離向寬測繪帶是一對矛盾。

綜上所示，如何在實現方位向高分辨率的同時實現距離向寬測繪帶是目前亟待解決的問題。

發明內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，為了解決現有技術要實現寬測繪帶，必須使得發射波束在俯仰向上足夠的寬，但是這樣會降低信號能量，使得系統性能降低的技術問題，本發明的主要目的在于提供一種實現方位向高分辨率的同時實現距離向寬測繪帶的星載多通道合成孔徑雷達成像裝置。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發明提供的一種星載多通道合成孔徑雷達成像裝置，包括：多路俯仰向接收天線組件、多路方位向接收天線組件、多路俯仰向數字波束形成單元、多路方位向數字波束形成單元、方位向頻譜重建單元和合成孔徑雷達成像裝置，其中：多路俯仰向接收天線組件，等距離設置在多通道合成孔徑雷達系統的俯仰向上；每路俯仰向接收天線組件的接收端接收雷達回波，生成一路俯仰向回波數據；多路俯仰向接收天線組件接收到的回波經過俯仰向數字波束形成單元后形成一路回波信號，這一路信號所對應的多路俯仰向接收天線作為一列接收天線；多列方位向接收天線組件，設置在多通道合成孔徑雷達系統的方位向上；每列方位向接收天線組件的接收端接收雷達回波，生成并輸出一路方位向回波數據，其中，多列方位向接收天線組件在經過各自的數字波束形成單元后，形成多路回波信號，這多路回波信號進入方位向頻譜重建單元進行方位向頻譜重建；方位向頻譜重建單元，其輸入端分別與多路俯仰向數字波束形成單元的輸出端連接，對數字波束形成單元輸出的回波信號做方位向頻譜重建，生成并輸出合成孔徑雷達回波信號；以及成像裝置，其輸入端與方位向頻譜重建單元輸出端連接，接收并將合成孔徑雷達回波信號生成合成孔徑雷達圖像。

(三)有益效果

針對傳統SAR系統測繪帶寬與方位向分辨率不能同時提高的特點，本發明針對如果要實現寬測繪帶，必須使得發射波束在俯仰向上足夠的寬，但是這樣會降低信號能量，使得系統性能降低的問題，提出在俯仰向上設置均勻排列的多個接收天線，通過數字波束形成技術，使得天線陣列生成一個可調整方向的高增益窄波束，在接收信號時，隨著來波方向實時的調整波束角度，從而使得回波的能量最大化，提高系統成像性能；針對傳統合成孔徑雷達系統測繪帶寬與方位向分辨率不能同時提高的特點，提出在飛行軌跡方向設置多列接收天線，通過方位向多通道接收使得在提高方位向分辨率的同時，不提高脈沖重復頻率PRF，從而可以實現大的測繪帶寬。

附圖說明

圖1為本發明星載多通道合成孔徑雷達成像裝置示意圖；

圖2為本發明方位向多通道示意圖；

圖3為本發明多通道重建理論示意圖；

圖4為本發明俯仰向多通道示意圖；

圖5為本發明俯仰向DBF處理流程示意圖；

圖6為本發明實施例一中SAR系統示意圖；

圖7為本發明實施例一中SAR系統的波位選擇示意圖；

圖8為本發明實施例一中SAR系統的NESZ曲線圖；

圖9為本發明實施例一中SAR系統的RASR曲線圖；

圖10為本發明方位向頻譜重構流程圖；

圖11為根據本發明實施例的流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明再作進一步詳細的說明。