[發明專利]一種星載雷達

有效

• 申請號: 202110533075.6
• 申請日: 2019-08-23
• 公開（公告）號: CN113253267B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 楊峰;任維佳;杜志貴;陳險峰
• 申請（專利權）人: 長沙天儀空間科技研究院有限公司
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S13/88;G01S19/25;G01S19/29;G01S19/30
• 代理公司: 北京之于行知識產權代理有限公司 11767
• 代理人: 何志欣

本發明涉及一種星載雷達，包括：以SAR為有效載荷的主星、伴飛輔星以及至少一對圍繞主星飛行的第一輔星和第二輔星，以SAR系統為有效載荷的主星、伴飛輔星以及至少一對圍繞主星飛行的第一輔星和第二輔星，其中，SAR系統基于第一輔星相對主星形成的第一物理基線(A)和第二輔星關于主星形成的第二物理基線(B)生成長度大于伴飛輔星相對主星形成的短垂直基線(D)長垂直基線和長度小于伴飛輔星相對主星形成的長水平基線的短水平基線，并結合短垂直基線(D)和長水平基線進行最優干涉信號處理以在高分辨寬測繪帶成像的同時提高地形高度測量的精度和量程。本發明能夠在高分辨寬測繪帶成像的同時提高地形測量的精度和量程。

本發明是申請號為CN201910788732.4，申請日為2019年08月23日，申請類型為發明，申請名稱為一種星載SAR星座系統的分案申請。

技術領域

本發明涉及雷達技術領域，尤其涉及一種星載雷達。

背景技術

合成孔徑雷達(Synthetic?Aperture?Radar,SAR)是一種具有全天候、全天時對地觀測能力的主動式微波成像雷達，并對地表有一定的穿透能力。它通過主動照射地物目標，獲取后向散射回波生成高分辨率的二維影像。在資源勘探、軍事偵察、災害與環境監測等方面具有重要作用，其中星載合成孔徑雷達衛星是以SAR為有效載荷的對地觀測衛星。星載SAR系統中的發射裝置向地面感興趣觀測區域發送雷達信號，并且星載SAR系統中的接收裝置接收雷達信號到達地面后反射回波信號。星載SAR系統基于接收到的回波信號生成觀測區域的SAR復圖像。

星載SAR系統以高分辨寬測繪帶、多模式成像等為發展目標。但由于星載SAR存在最小天線面積限制，方位高分辨率和觀測帶寬是單顆SAR系統的一對固有矛盾。而對干涉工作模式而言，單顆星載SAR系統通過采用重復飛行和單次飛行兩種方式獲得兩幅復圖像進行干涉得到高程信息。其中，重復飛行雖然可以實現較大的最優基線，獲得較高的測高精度，但是兩次觀測的時間間隔較長，地面目標在此時間間隔內的變化會大大降低干涉精度；單次飛行雖然可以幾乎同時獲得兩幅復圖像，但是在同一顆衛星上無法裝載兩部距離較長的天線，因此無法實現較大的最優基線。因此，星載SAR星座系統應運而生。

星載SAR星座系統是由兩顆及兩顆以上以SAR為有效載荷的衛星組成。組成星座的衛星相互之間能夠保持固定不變的相對位置，以該種形式組建的星座網絡，能夠有效的增加地面覆蓋區域和縮短重訪周期。星載SAR星座系統是獲得高分辨率和寬測繪帶SAR圖像的最佳途徑，它可以通過將多個低分辨率寬測繪帶的星載SAR的圖像結合以提高空間分辨率來獲取高分辨率寬測繪帶的SAR圖像。例如，[1]禹衛東.用分布式小衛星提高星載SAR的方位向分辨率[J].系統工程與電子技術,2002,24(7):43-45。上述文獻[1]提出采用兩個系統參數相同的星載SAR沿飛行方向前后排列，前面的SAR天線處于后視狀態，前面的SAR天線處于前視狀態。兩顆衛星對地面同一區域先后成像，但天線波束的照射方向不同，它們等效于單顆衛星采用大波束天線工作模式。對于每顆星載SAR而言，由于回波信號的多普勒帶寬并沒有增加，因此其脈沖重復周期保持不變，故不會影響測繪帶寬。但是，該文獻提出的方法只能保證回波距離向不模糊，而方位向多普勒模糊無法避免?，F有技術一般利用信號處理的手段重構不模糊的多普勒頻譜，例如，[2]張龍,蘇濤,劉崢,et?al.分布式小衛星聯合多普勒解模糊SAR成像[J].系統工程與電子技術,2015,37(3):544-552。文獻[2]采用了聯合補償垂直基線引起的非空變相位、空變相位以及殘余相位來解決低方位重頻采樣下的星載SAR多普勒解模糊問題。該方法利用星載SAR星座系統的水平基線為多普勒模糊提供空間采樣，使用Capon空間譜估計方法解多普勒模糊。該重構方法盡管解決了方位向多普勒模糊的問題，但卻是以地面高度測量的量程為代價的。當星載SAR星座系統為了在干涉工作模式下獲得較高的測高精度而具有較長的垂直基線時，為了滿足解多普勒模糊算法的精度要求，則必須將地面高度測量的量程限制在很小的范圍內，因此限制了星載SAR星座系統三維成像的性能。