[發(fā)明專利]星載多頻段一維綜合孔徑一維實(shí)孔徑的微波輻射探測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810307441.4
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108535725A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙鋒;姚崇斌;徐紅新;陳雄
• 申請（專利權(quán)）人: 上海航天電子通訊設(shè)備研究所
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發(fā)明提供了一種星載多頻段一維綜合孔徑一維實(shí)孔徑的微波輻射探測方法，本發(fā)明采用本微波輻射探測技術(shù)，通過拋物柱面天線反射面在順軌方向?qū)崿F(xiàn)實(shí)孔徑輻射探測，在交軌方向?qū)崿F(xiàn)綜合孔徑探測，通過陣列波束合成實(shí)現(xiàn)交軌電掃描，通過衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)順軌掃描，兩者組合避免了大口徑天線的機(jī)械掃描，解決了動(dòng)不平衡量補(bǔ)償困難的問題，延長了儀器使用壽命。相對于傳統(tǒng)二維實(shí)孔徑輻射探測技術(shù)而言避免了大口徑天線的機(jī)械掃描，相對于傳統(tǒng)二維綜合孔徑輻射探測技術(shù)而言大幅減少了陣列單元數(shù)目，實(shí)現(xiàn)了大口徑天線輻射探測技術(shù)最優(yōu)折中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種星載多頻段一維綜合孔徑一維實(shí)孔徑的微波輻射探測方法。

背景技術(shù)

微波輻射測量技術(shù)用來測量物體微波熱輻射的高靈敏度接收設(shè)備。通過不同頻段不同極化的熱輻射數(shù)據(jù)，可反演目標(biāo)的溫度、濕度、降水、云的液態(tài)水含量、云水相態(tài)、陸表溫度、土壤濕度、海冰和覆蓋、積雪深度和雪水含量等信息。廣泛應(yīng)用于氣象、海洋、國土資源、環(huán)境、天文觀測和深空探測領(lǐng)域。由國外發(fā)展現(xiàn)狀可以看出，星載微波輻射計(jì)的發(fā)展趨勢為：1)向多頻段、多極化的集成一體化方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)對多參量的同時(shí)觀測；2)向更大天線口徑方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)更高的空間分辨率。天線口徑的增加帶來的最大困難是大口徑天線機(jī)械掃描難以實(shí)現(xiàn)，二維綜合孔徑輻射探測可以避免這一困難，但引出的新問題是陣列單元數(shù)目極大，如美國預(yù)研的GeoSTAR每頻段單元數(shù)目高達(dá)幾百，相關(guān)數(shù)目高達(dá)十萬量級，因此無法實(shí)現(xiàn)多頻段、多極化一體化探測。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種星載多頻段一維綜合孔徑一維實(shí)孔徑的微波輻射探測方法，能夠避免大口徑天線的機(jī)械掃描困難，大幅降低陣列單元數(shù)目。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種星載多頻段一維綜合孔徑一維實(shí)孔徑的微波輻射探測方法，包括：

采用交軌探測和順軌探測的復(fù)合探測的方式進(jìn)行目標(biāo)探測，其中，陣列波束合成實(shí)現(xiàn)交軌電掃描，通過衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)順軌掃描，目標(biāo)場景輻射信號經(jīng)拋物柱面天線反射面匯聚后由3排線性饋源陣列同時(shí)接收，每個(gè)探測的頻段的陣列布局滿足UV可視度平面空間采樣定律，所述接收的信號再經(jīng)過對應(yīng)處理器的在軌復(fù)運(yùn)算處理，得到可視度函數(shù)值，最后所述可視度函數(shù)值由圖像重構(gòu)的計(jì)算機(jī)處理后，獲得場景輻射亮溫分布。

進(jìn)一步的，在上述方法中，所述探測的頻段從C波段、X波段、Ku波段、K波段至Ka波段共5個(gè)頻段。

進(jìn)一步的，在上述方法中，所述C波段、X波段、Ku波段、K波段至Ka波段的饋源陣列分為3排，饋源陣列總數(shù)目為280個(gè)。

進(jìn)一步的，在上述方法中，所述C波段的饋源陣列為一排，X波段的的饋源陣列為一排，Ku波段、K波段與Ka波段三個(gè)頻段的饋源陣列為一排。

進(jìn)一步的，在上述方法中，所述C波段、X波段、Ku波段、K波段至Ka波段各個(gè)頻段的帶寬大于400MHz。

進(jìn)一步的，在上述方法中，所述交軌探測采用綜合孔徑輻射探測，通過所述3排線性饋源陣列實(shí)現(xiàn)電掃描；所述順軌探測采用實(shí)孔徑輻射探測，通過衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)掃描。

進(jìn)一步的，在上述方法中，所述拋物柱面天線反射面的尺寸為12m*10m，其中，2m*2m中心區(qū)域形變精度大于0.25mm。

進(jìn)一步的，在上述方法中，采用交軌探測和順軌探測的復(fù)合探測的方式進(jìn)行目標(biāo)探測，其中，陣列波束合成實(shí)現(xiàn)交軌電掃描，通過衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)順軌掃描，目標(biāo)場景輻射信號經(jīng)拋物柱面天線反射面匯聚后由3排線性饋源陣列同時(shí)接收，每個(gè)探測的頻段的陣列布局滿足UV可視度平面空間采樣定律，所述接收的信號再經(jīng)過對應(yīng)處理器的在軌復(fù)運(yùn)算處理，得到可視度函數(shù)值，最后所述可視度函數(shù)值由圖像重構(gòu)的計(jì)算機(jī)處理后，獲得場景輻射亮溫分布，包括：

步驟1，目標(biāo)場景輻射信號由拋物柱面狀天線反射面反射，其中，順軌方向進(jìn)行能量匯聚，交軌方向?qū)崿F(xiàn)光路反射；