[發(fā)明專利]一種高軌SAR對(duì)低軌SAR成像的射頻干擾影響評(píng)估方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110351415.3
• 申請(qǐng)日: 2021-03-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113156437B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董錫超;隋儀;陳志揚(yáng);李元昊;胡程
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué);北京理工大學(xué)重慶創(chuàng)新中心;北京理工大學(xué)前沿技術(shù)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G01S13/90
• 分類(lèi)號(hào): G01S13/90;G01S7/36
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 劉西云;李微微

本發(fā)明提供一種高軌SAR對(duì)低軌SAR成像的射頻干擾影響評(píng)估方法，可根據(jù)高軌SAR與低軌SAR的系統(tǒng)參數(shù)以及地面雙基地散射系數(shù)計(jì)算來(lái)自高軌SAR的射頻干擾信號(hào)聚焦后的功率，然后利用低軌SAR信號(hào)聚焦后的功率和射頻干擾信號(hào)聚焦后的功率計(jì)算聚焦后圖像SINR，從而有效地評(píng)估高軌SAR信號(hào)對(duì)低軌SAR成像產(chǎn)生的影響，實(shí)現(xiàn)高軌SAR對(duì)低軌SAR射頻干擾影響的定量分析，進(jìn)而判斷高軌SAR是否對(duì)低軌SAR的成像產(chǎn)生影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于合成孔徑雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高軌SAR對(duì)低軌SAR成像的射頻干擾影響評(píng)估方法。

背景技術(shù)

合成孔徑雷達(dá)(SAR)是空間對(duì)地觀測(cè)的有效手段之一，其相關(guān)理論、技術(shù)和應(yīng)用正不斷完善與成熟。然而，SAR系統(tǒng)可能會(huì)受到信號(hào)頻率相同或相近的其他非相參電磁信號(hào)的影響，被稱為射頻干擾(RFI)。以L波段SAR為例，該頻段除了密布的電視、廣播和各類(lèi)通訊設(shè)備外，還存在無(wú)線電導(dǎo)航定位、地面遠(yuǎn)程警戒雷達(dá)、風(fēng)廓線雷達(dá)等無(wú)線電業(yè)務(wù)，工作在相同或相鄰頻段的設(shè)備會(huì)對(duì)L波段SAR造成干擾，工作在不同頻段的設(shè)備也可能會(huì)通過(guò)諧波造成干擾。

射頻干擾的影響在很多星載SAR系統(tǒng)觀測(cè)數(shù)據(jù)中都被觀測(cè)到，例如L波段的ALOSPALSAR、C波段的Sentinel-1A以及X波段的Terra SAR-X系統(tǒng)。射頻干擾會(huì)影響圖像的對(duì)比度(造成圖像模糊)、影響信號(hào)的極化特性，除此之外，在InSAR處理中，對(duì)干涉相位的影響很大。通常利用亮度溫度評(píng)估地面射頻干擾的強(qiáng)度。

地球同步軌道合成孔徑雷達(dá)(GEO SAR)具有觀測(cè)范圍大和重訪時(shí)間短等巨大優(yōu)勢(shì)，可以有效地對(duì)災(zāi)害區(qū)域?qū)崿F(xiàn)快速響應(yīng)和連續(xù)觀測(cè)，因此，美國(guó)、意大利和中國(guó)等國(guó)家相繼對(duì)其展開(kāi)研究。然而GEO SAR的波束寬度較大，可能會(huì)與多顆低軌SAR同時(shí)觀測(cè)同一位置，導(dǎo)致來(lái)自GEO SAR的信號(hào)經(jīng)過(guò)地面散射后可能會(huì)被低軌SAR接收，這些信號(hào)如果與低軌SAR具有相同或相鄰的無(wú)線電頻率，會(huì)對(duì)低軌SAR成像產(chǎn)生影響。如何評(píng)估GEO SAR對(duì)低軌SAR的影響在現(xiàn)有的關(guān)于射頻干擾的研究中未有提及。

對(duì)于射頻干擾對(duì)成像影響的分析通常從信干噪比(SINR)出發(fā)，根據(jù)雷達(dá)手冊(cè)，當(dāng)圖像的SINR到5dB以下時(shí)，圖像質(zhì)量較差，可能會(huì)掩蓋細(xì)節(jié)信息。因此，需要分別計(jì)算信號(hào)功率以及干擾功率獲得SINR。此外，目前計(jì)算散射波干擾功率時(shí)通常利用雙基地雷達(dá)方程，認(rèn)為經(jīng)過(guò)一個(gè)分辨單元散射的干擾能量仍會(huì)聚焦在一個(gè)分辨單元內(nèi)，且認(rèn)為射頻干擾在聚焦過(guò)程中不會(huì)獲得增益。實(shí)際上，在SAR成像過(guò)程中，經(jīng)過(guò)一個(gè)分辨單元散射的干擾能量不會(huì)再聚焦在一個(gè)分辨單元內(nèi)，而是形成干擾帶覆蓋在一片區(qū)域內(nèi)，需要計(jì)算對(duì)這個(gè)分辨單元產(chǎn)生干擾的場(chǎng)景面積；且由于線性調(diào)頻信號(hào)的特殊性，即使失配也會(huì)獲得一定的增益，這兩個(gè)問(wèn)題在現(xiàn)有的關(guān)于射頻干擾的研究中未有提及。

因此需要修正線性調(diào)頻信號(hào)形式的散射波干擾功率計(jì)算方法，從而獲得精確的SINR，定量分析GEO SAR信號(hào)對(duì)低軌SAR成像造成的影響。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種高軌SAR對(duì)低軌SAR成像的射頻干擾影響評(píng)估方法，能夠定量分析高軌SAR對(duì)低軌SAR成像的射頻干擾的影響。

一種高軌SAR對(duì)低軌SAR成像的射頻干擾影響評(píng)估方法，包括以下步驟：

S1：獲取來(lái)自高軌SAR的干擾信號(hào)對(duì)低軌SAR的各分辨單元產(chǎn)生的干擾場(chǎng)景面積大小A_s：

其中，T_p為干擾信號(hào)經(jīng)距離壓縮后的時(shí)寬，c為光速，θ為低軌SAR的入射角，L為低軌SAR信號(hào)在地面的投影寬度；

S2：根據(jù)干擾場(chǎng)景面積大小A_s獲取干擾信號(hào)在聚焦后的功率P_RFI：