[發明專利]一種全極化地基合成孔徑雷達系統

在審

• 申請號: 201710830062.9
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107422325A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 劉海;黃曉筠;邢邦安;薛晶;趙品輝
• 申請（專利權）人: 中鴻瑞達（廈門）科技有限公司
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/02
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司11429
• 代理人: 劉康平

技術領域

本發明涉及微波遙感技術領域，具體是一種全極化地基合成孔徑雷達系統。

背景技術

地基合成孔徑雷達具有獲取地面目標三維信息及監測目標微小形變的能力。地基合成孔徑雷達作為一種新型的對地形變監測設備，通過合成孔徑成像技術實現雷達影像方位向和距離向的高空間分辨率。通過干涉技術可實現亞毫米級微變形監測，它可以實現對大壩，邊坡，橋梁等建筑物進行小范圍，高精度的連續監測，甚至可用于監測大壩隨蓄水水位變化及溫度變化產生的形變，還可以對地質滑坡等自然災害進行有效的靜態形變監測。

常規的大壩監測方法通常是利用監測點的絕對位置計算目標的形變量，這類方法需接觸被測目標且獲取的信息量較少，需布設大量監測點才能獲取大壩整體形變信息。地基合成孔徑雷達技術可無接觸、高精度地獲取大壩表面形變信息，可采用合成孔徑雷達技術(SAR)和干涉測量技術，系統可根據監測需求，靈活設計目標物與雷達的成像幾何關系，獲取大壩表面在雷達視線向(Line of Sight，LOS)的形變信息。

地基合成孔徑雷達在露天采礦邊坡穩定性、水壩/堤壩形變、單體建(構)筑物結構變形等領域的應用最為廣泛和成熟。由于這些目標物適宜于雷達波反射，GBSAR獲得的相干目標數量多，其信噪比、相干系數和相位穩定性都較高，能夠探測到觀測目標的局部微小變形，為工程施工提供早期預警。

電磁散射特性是一個線性過程，雷達照射波和目標散射波的各極化分量之間存在著線性變換關系，而矩陣理論是線性變換的有力工具，故通常把目標對電磁波的極化變換作用寫成極化散射矩陣的形式。設入射場的極化矢量為散射場的極化矢量為目標的散射矩陣為則另外，當極化方式為圓極化時，其散射矩陣可通過以下算式計算得到：

極化散射矩陣表征了目標對極化波的散射特性，而且與目標的形狀、大小、材料、結構及姿態等因素有關，也與雷達的頻率有關，因此，極化散射矩陣包含了豐富的信息。

全極化雷達是雷達研究領域的熱點，也可以說是雷達系統的未來發展方向。我們可以通過研究獲取的目標極化散射信號，進而全面的了解目標的散射特性，同時也將大大提高目標識別結果的準確性，相對于傳統雷達具有以下幾個優點：

1、全極化雷達能夠使我們獲取目標的極化散射矩陣。極化散射矩陣包含了在給定觀測條件下目標電磁散射特性的全部信息，從而能夠大大擴展雷達目標識別研究的信息來源。

2、全極化雷達可以得到任意極化狀態下的目標散射回波。對于單極化雷達來說，使用不同極化狀態的電磁波照射目標所獲得的散射信息是不同的，這會給目標識別問題的研究帶來不確定性。由于目標方位角的影響，即使是同一個目標，雷達獲取的有效散射截面也不一定相同，而全極化雷達可以消除這些不確定性。

3、全極化雷達對于存在有源干擾、環境雜波等因素的工作環境具有更好的適應性。通過調整極化方式或者進行極化編碼等方式都可以有效地降低有源干擾和環境雜波等因素的影響，有助于獲得穩定的目標散射信息。

4、一些微弱電磁目標，由于其目標散射功率很小，信號很容易淹沒在噪聲中，極化域檢測由于對目標散射功率具有弱依賴性，所以采用全極化SAR進行檢測和分類所得到的結果會更為穩健。

現有技術中并沒有將以上的技術進行合成設置出一個雷達系統。

發明內容

本發明的目的在于提供一種全極化地基合成孔徑雷達系統，以解決上述背景技術中提出的問題。