[發明專利]混合極化合成孔徑雷達、發射誤差修正系統及修正方法

在審

• 申請號: 201611049006.3
• 申請日: 2016-11-23
• 公開（公告）號: CN106772311A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 洪文;李洋;張晶晶;陳詩強
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G01S7/481
• 分類號: G01S7/481
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 任巖

技術領域

本發明涉及合成孔徑雷達(SAR)遙感領域，尤其涉及一種混合極化合成孔徑雷達、發射誤差修正系統及修正方法。

背景技術

近年來隨著雷達技術的快速發展，雷達已廣泛應用于航天控制、軍事探測、目標檢測、林業遙感、環境監督等眾多領域。為了更好地實現雷達遙感應用與目標探測，極化雷達應運而生且在過去的60年來蓬勃發展。

目前要極化SAR系統設計的趨勢是高分辨率、寬測繪帶寬以及多極化。但是要同時達到這三者效果所需的系統帶價是巨大的。在2005年由Souyris等人首先提出了簡縮極化的概念。在該模式下，可以通過損失部分極化信息帶來測繪幅寬加倍與數據量減半的優勢。另外，通過后期數據處理的方法，可以在某些應用中得到與全極化數據處理相近甚至相等的結果。但是由于簡縮極化各模式要求發射的極化波有別于傳統極化系統發射的水平(H)或者垂直(V)線性極化波，因此需要設計能夠兼容簡縮極化模式的新型極化SAR系統。

在2007年Raney首先提出了混合極化架構的概念。使用該架構，極化SAR系統可以支持簡縮極化中的圓發線收(Circular Transmit Linear Receive，CTLR)模式。在2008年，Raney又對混合極化架構進行了改進工作，使得基于該架構的極化SAR系統可以進一步支持圓極化基發射、圓極化基接收的全極化模式。混合極化架構帶來的優點除能夠使極化SAR系統支持簡縮極化中的CTLR模式外，還可以增加極化SAR系統全極化模式下的測繪幅寬、減少極化SAR系統需要處理的數據量、降低雷達系統整體的成本。但是該技術存在以下兩個缺點：(1)在雙極化模式下，發射誤差即使能夠通過不同的標定方法精確測得，仍不可修正；(2)由于該架構僅支持發射圓極化波，因此基于該架構的極化SAR系統僅能支持簡縮極化中的CTLR模式，而不是所有的簡縮極化模式。

發明內容

基于以上問題，本發明的主要目的在于提出一種混合極化合成孔徑雷達、發射誤差修正系統及修正方法，用于解決上述技術問題中的至少之一。

為了實現上述目的，作為本發明的一個方面，本發明提出了一種混合極化合成孔徑雷達，包括信號發生模塊、信號傳輸模塊、信號發射/接收模塊和控制模塊，其中：

信號傳輸模塊包括兩個發射通道，其中一個發射通道中設置有連續步進移相器和連續步進衰減器；

控制模塊，用于控制信號傳輸模塊，并根據預先調試得到的修正數據組中與發射極化波的理論值相匹配的修正數據，來對連續步進移相器和連續步進衰減器進行調制，以使信號傳輸模塊輸送到信號發射/接收模塊的信號為修正了發射誤差的信號。

進一步地，上述信號發生模塊包括一波形發生器和一功分器，控制模塊也控制波形發生器，使其產生不同模式的信號。

進一步地，上述信號傳輸模塊還包括兩個接收通道和兩個轉換開關，控制模塊控制兩個轉換開關用于使信號傳輸到信號發射/接收模塊以發射信號，或將信號發射/接收模塊接收的信號傳輸到兩個接收通道。

進一步地，上述預先調試得到的修正數據組以預失真查找表的形式存儲，預失真查找表包括連續步進衰減器與連續步進移相器的所有調節數值組合、與調節組合相對應的幅度比和相位差和/或極化波的極化軸比。

基于以上混合極化合成孔徑雷達，本發明另一方面提出一種混合極化合成孔徑雷達的發射方法，包括以下步驟：

步驟11、控制模塊計算混合極化合成孔徑雷達發射極化波的相位差和幅度比的理論值和/或極化軸比的理論值；

步驟12、控制模塊根據相位差和幅度比的理論值和/或極化軸比的理論值，與預先調試得到的修正數據組中的相位差和幅度比和/或極化軸比相比較，查照得到連續步進衰減器和連續步進移相器的調節組合值；

步驟13、控制模塊根據調節組合值對連續步進衰減器和連續步進移相器進行調節，從而使得數據傳輸模塊輸送到信號發射/接收模塊的波形為發射誤差修正后的發射極化波。

為了實現上述目的，作為本發明的另一個方面，本發明提出一種混合極化合成孔徑雷達的發射誤差修正系統，包括信號發生模塊、信號傳輸模塊、信號發射/接收模塊、控制模塊和信號處理模塊，其中：

信號發生模塊產生待發射的信號，并將其輸出到信號傳輸模塊；

信號傳輸模塊包括兩個發射通道和兩個接收通道，其中一個發射通道中設置有連續步進移相器和連續步進衰減器；

信號發射/接收模塊將信號傳輸模塊輸入的信號以極化波的形式發射出去，并接收反射回來的極化波信號后輸出到信號傳輸模塊的接收通道；