[發明專利]一種基于衛星編隊的微波凝視關聯成像方法及系統

有效

• 申請號: 201711224430.1
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN108008380B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 郭圓月;蔣崢;王東進;袁博;夏瑞;李泓旻;王趙輝
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G01S13/89
• 分類號: G01S13/89
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

1.一種基于衛星編隊的微波凝視關聯成像方法，其特征在于，應用于基于衛星編隊的微波凝視關聯成像系統，該系統由一顆中心主衛星和設定數量的伴飛衛星構成；其中，多顆衛星分別為靜止軌道衛星；其中，所述設定數量的伴飛衛星按照設定規則稀疏分布于所述中心主衛星周圍，構成設定口徑的隨機輻射源天線陣列；該方法包括：

各個伴飛衛星同時向目標成像區域輻射微波隨機輻射場；

所述中心主衛星接收所有的微波隨機輻射場作用于所述目標成像區域后的全部散射回波，并根據所接收的散射回波，通過關聯成像算法，計算得到所述目標成像區域的圖像；

所述伴飛衛星的天線由在天線口面隨機排布的第一數量的天線子陣構成，所述天線子陣包括由第二數量的天線陣元組成的均勻矩形柵格相控陣天線；所述伴飛衛星可以通過控制自身天線陣元的隨機附加相位，生成動態、時變、空間隨機分布的天線方向圖；

所述伴飛衛星可以通過控制自身天線陣元的隨機附加相位，生成動態、時變、空間隨機分布的天線方向圖包括：

將第m個伴飛衛星天線陣列第n個相控陣天線子陣的第w行第e列陣元的第l個隨機跳頻脈沖信號的附加相移值設為：

其中，1≤n≤N，w為陣元在子陣內X方向上的編號，w＝1,2,…W；e為陣元在子陣內Y方向上的編號，e＝1,2,··E；△φ_x為在X方向上相鄰陣元的空間相位差，△φ_y為在Y方向上相鄰陣元之間的空間相位差，分別為第m個伴飛衛星天線第n個相控天線子陣最大波束指向的俯仰角和方位角；d_x為在X方向上陣元間距；d_y為在Y方向上陣元間距；為第m個伴飛衛星天線陣列第n個子陣在第l個脈沖信號額外附加的隨機相移，該隨機相移在單個脈沖內保持不變，而在脈沖之間的選取則是滿足獨立同分布的隨機過程，γ＝2π/λ為自由空間波數，λ為工作波長；

在第l個脈沖時，第m個伴飛衛星陣列天線動態、空間隨機分布的天線方向圖為：

其中，表示指向成像區域不同目標散射點的俯仰角和方位角，為第m個伴飛衛星第l個脈沖時第n個相控陣子陣天線方向圖，d_x為在X方向上陣元間距；d_y為在Y方向上陣元間距；為第m個伴飛衛星天線陣列陣因子，P_x(n)和P_y(n)為第n個子陣在X方向和Y方向的位置。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述設定數量的伴飛衛星按照設定的規則稀疏分布于所述中心主衛星周圍，包括：

所述設定數量的伴飛衛星按照設定的規則，稀疏分布于以所述中心主衛星為圓心的設定半徑的圓形軌跡上。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述各個伴飛衛星同時向目標成像區域輻射微波隨機輻射場，包括：

各個伴飛衛星同步生成相互正交的隨機脈沖信號；

各個伴飛衛星分別根據自身生成的隨機脈沖信號以及自身生成的天線方向圖，在天線波束內生成指向目標成像區域的微波隨機輻射場。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述各個伴飛衛星在天線波束內生成的指向目標成像區域的微波隨機輻射場以部分交疊的方式覆蓋所述目標成像區域。

5.根據權利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述各個伴飛衛星同步生成相互正交的隨機脈沖信號，包括：

各個伴飛衛星同步生成相互正交的隨機跳頻脈沖信號。