[發明專利]一種星載干涉成像高度計天線

有效

• 申請號: 202110260165.2
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN113126087B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 趙曉雯;張云華;董曉
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家空間科學中心
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;G01S13/90;G01S7/02
• 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

1.一種星載干涉成像高度計天線，其特征在于，所述天線為基于物理尺寸給定的賦形波束平面陣天線，包括若干個子陣，每個子陣包括若干個陣元，每個子陣中的陣元激勵等幅同相，所述天線的距離向采用賦形波束設計，由入射角范圍內的賦形曲線、副瓣電平、天線陣元以及幅相約束指標確定賦形波束及激勵；所述天線的方位向設計采用子陣劃分技術，通過子陣級幅度加權實現期望的泰勒加權方向圖特性的筆形波束，根據可分離平面陣形成原理，由距離向和方位向的設計結果確定天線的激勵參數；所述賦形波束設計包括以下步驟實現：

根據動態海面的觀測數據，提取隨入射角變化的后向散射系數的相對值；

由后向散射系數的相對值得到天線方向圖在入射角范圍內的最大值和最小值，采用線性擬合得到入射角范圍內的賦形方向圖包絡；

結合入射角范圍內的賦形方向圖包絡、副瓣電平、天線陣元以及幅相約束指標，確定天線距離向的激勵參數與賦形波束；

所述結合入射角范圍內的賦形方向圖包絡、副瓣電平、天線陣元以及幅相約束指標，確定天線距離向的激勵參數與賦形波束；具體為：

根據入射角范圍內的賦形方向圖包絡SB(θ)、期望的副瓣電平SLL_d、天線距離向陣元數M以及陣元均勻間隔d的指標要求，采用凸優化算法快速優化復激勵，在無幅相約束下，得到期望賦形方向圖F_d(θ)，由此提取出主波束的兩個零點θ_NULL1和θ_NULL2以及期望的賦形主波束方向圖F_d(θ_n)，θ_n為賦形主波束方向圖第n個入射角，θ_NULL1≤θ_n≤θ_NULL2；將陣元激勵和幅度作為優化變量，根據幅相約束指標，以對期望的賦形主波束方向圖F_d(θ_n)和期望的副瓣電平SLL_d的擬合為適應度函數，采用入侵雜草優化算法進行優化，計算出陣元激勵，并由此得到天線距離向的激勵參數與賦形波束。

2.根據權利要求1所述的星載干涉成像高度計天線，其特征在于，所述根據動態海面的觀測數據，提取隨入射角變化的后向散射系數的相對值；具體為：

對星載干涉成像高度計采集的動態海平面觀測數據，進行合成孔徑成像處理，得到圖像功率值P_c；

由天線距離向方向圖G(θ)和觀測斜距R，得到在入射角θ范圍內，海面后向散射系數的相對值σ₀為：

3.根據權利要求2所述的星載干涉成像高度計天線，其特征在于，所述由后向散射系數的相對值得到天線方向圖在入射角范圍內的最大值和最小值，采用線性擬合得到入射角范圍內的賦形方向圖包絡；具體為：

由后向散射系數的相對值σ₀得到天線方向圖在入射角范圍內的最大值G₁和最小值G₀，

采用線性擬合得到入射角范圍內的賦形方向圖包絡SB(θ)為：

其中，[θ₀,θ₁]為入射角的范圍。

4.根據權利要求3所述的星載干涉成像高度計天線，其特征在于，所述適應度函數fit(θ)為：

其中，N為賦形主波束方向圖的入射角個數，F(θ_n)為賦形方向圖，SLL為副瓣電平：

SLL＝max(|F(χ_t)|),χ_t∈[-90,θ_NULL1)∪(θ_NULL2,90]。