[發明專利]一種無人機載微型近距極化干涉合成孔徑雷達系統

在審

• 申請號: 201811590924.6
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN109597073A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 劉鵬;李松斌;李海泉
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所南海研究站
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/41
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;楊青

1.一種無人機載微型近距極化干涉合成孔徑雷達系統，其特征在于，所述系統包括：信號發射模塊、2個天線、信號接收模塊、信號采集模塊和信號處理模塊；

所述信號發射模塊，用于產生線性調頻脈沖信號，進行處理后傳給天線，還用于向信號采集模塊發送高電平；

所述天線，采用單發雙收工作模式，用于通過脈間交替發射水平極化和垂直極化的脈沖信號；并將接收到的回波數據傳輸給信號接收模塊；

所述信號接收模塊，用于對回波數據進行解調處理得到同相、正交兩路基帶中頻信號；

所述信號采集模塊，用于對基帶中頻信號進行采樣得到全極化數據，發送到信號處理模塊；

所述信號處理模塊，用于對全極化數據進行處理得到壓縮后的復圖像。

2.根據權利要求1所述的無人機載微型近距極化干涉合成孔徑雷達系統，其特征在于，所述信號發射模塊包括依次連接的：微控制器、數字頻率合成器、中頻放大器、上變頻器、濾波器、推動級放大器和末級放大器；

所述微控制器，用于控制數字頻率合成器；

所述數字頻率合成器，用于產生線性調頻脈沖信號作為發射脈沖，所述線性調頻脈沖信號s_pul(τ)為：

s_pul(τ)＝ω_r(τ)cos{2πf₀τ+πK_rτ²}

其中，K_r為距離向的脈沖調頻率，f₀為中心頻率，ω_r(τ)為脈沖包絡，τ為延時；所述發射脈沖的長度Tr＝3us。

3.根據權利要求2所述的無人機載微型近距極化干涉合成孔徑雷達系統，其特征在于，所述系統的信號帶寬為160MHz；所述系統的多普勒帶寬為44Hz，脈沖重復頻率為500Hz；所述系統的噪聲等效后向散射系數為-30dB，對應的平均發射功率為1.75mw，占空比為0.15％，峰值功率為1.16W。

4.根據權利要求1所述的無人機載微型近距極化干涉合成孔徑雷達系統，其特征在于，所述天線為雙極化微帶陣列天線；所述雙極化微帶陣列天線有水平極化和垂直極化兩個端口，當信號從水平極化端口饋入時，輻射水平極化電磁波；當信號從垂直極化端口饋入時，輻射垂直極化電磁波。

5.根據權利要求4所述的無人機載微型近距極化干涉合成孔徑雷達系統，其特征在于，所述天線的俯仰波束寬度為5.5°，所述天線的方位向波束寬度為6.68°。

6.根據權利要求1所述的無人機載微型近距極化干涉合成孔徑雷達系統，其特征在于，所述信號接收模塊包括依次連接的限幅器、低噪聲放大器、下變頻器、中頻放大器和低通濾波器。

7.根據權利要求1所述的無人機載微型近距極化干涉合成孔徑雷達系統，其特征在于，所述信號采集模塊包括：FPGA以及與其連接的4個AD采樣芯片、2個DDR3存儲芯片6片Flash芯片和千兆網口。

8.根據權利要求1所述的無人機載微型近距極化干涉合成孔徑雷達系統，其特征在于，所述信號處理模塊包括：距離壓縮單元、方位FFT單元、距離徙動校正單元、方位壓縮單元和方位IFFT單元；

所述距離壓縮單元，用于對方位時域的全極化數據進行快速卷積，然后進行距離FFT、距離向匹配濾波，再進行距離IFFT實現距離壓縮；

所述方位FFT單元，用于通過方位FFT將距離壓縮后的數據變換至距離多普勒域；

所述距離徙動校正單元，用于在距離多普勒域進行隨距離時間及方位頻率變化的距離徙動校正；

所述方位壓縮單元，用于通過每一距離門上的頻域匹配濾波實現方位壓縮；

所述方位IFFT單元，用于通過方位IFFT將方位壓縮后的數據變換為時域，輸出壓縮后的復圖像。