[發(fā)明專(zhuān)利]用于定量遙感的一維饋源相控陣?yán)走_(dá)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110850441.0
• 申請(qǐng)日: 2021-07-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113534121A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 欒英宏;呂利清;李秀偉;劉瑞;趙永濤;孫彥龍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海航天測(cè)控通信研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01S13/02
• 分類(lèi)號(hào): G01S13/02;G01S7/02;G01S7/40;H01Q1/24;H01Q15/16
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N用于定量遙感的一維饋源相控陣?yán)走_(dá)，包括用于發(fā)射接收微波信號(hào)的網(wǎng)狀拋物面天線(xiàn)，位于所述拋物面天線(xiàn)焦線(xiàn)上的饋電陣列，所述饋電陣列包括微帶饋源、T/R組件、功分合成網(wǎng)絡(luò)和激勵(lì)器與陣面電源，位于所述饋電陣列背面的中央電子設(shè)備，所述中央電子設(shè)備包括頻綜收發(fā)機(jī)、定標(biāo)延時(shí)器和數(shù)據(jù)處理機(jī)。本發(fā)明提供的一種用于定量遙感的一維饋源相控陣?yán)走_(dá)，可獲取與被動(dòng)微波遙感同視場(chǎng)觀測(cè)的高分辨率對(duì)地遙感信息，滿(mǎn)足土壤水含量的降尺度反演及地表粗糙度和植被影響校正的需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于定量遙感的一維饋源相控陣?yán)走_(dá)。

背景技術(shù)

隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，雷達(dá)在遙感應(yīng)用方面表現(xiàn)出越來(lái)越大的潛力，為人們提供越來(lái)越多的有用信息。與光學(xué)遙感相比，微波遙感具有實(shí)現(xiàn)全天時(shí)、全天候的特點(diǎn)，并且對(duì)植被及地表具有一定的穿透性。微波遙感按工作模式可分為兩大類(lèi)：被動(dòng)式微波遙感和主動(dòng)式微波遙感。被動(dòng)式微波遙感系統(tǒng)自身不發(fā)射信號(hào)，只是接收目標(biāo)物自身發(fā)射或散射的微波輻射(通常用亮溫表示)，因此被動(dòng)式微波遙感系統(tǒng)可認(rèn)為是一部高靈敏度的接收機(jī)。主動(dòng)式微波遙感系統(tǒng)自身發(fā)射微波信號(hào)，并接收從目標(biāo)反射或散射回來(lái)的電磁波，所以主動(dòng)式微波遙感系統(tǒng)由發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和天線(xiàn)系統(tǒng)等組成。

土壤水分含量是水文學(xué)、氣象學(xué)以及農(nóng)業(yè)科學(xué)研究領(lǐng)域的一個(gè)重要參數(shù)。大面積土壤水含量監(jiān)測(cè)是農(nóng)業(yè)水管理以及農(nóng)作物旱情監(jiān)測(cè)的一個(gè)重要內(nèi)容，是陸面過(guò)程模式研究必不可少的一個(gè)參量，對(duì)改善區(qū)域及全球氣候模式預(yù)報(bào)結(jié)果起著重要的作用。遙感技術(shù)的發(fā)展為區(qū)域尺度(“面”信息)的土壤水含量監(jiān)測(cè)提供了有效手段。與傳統(tǒng)地面測(cè)量獲取的有限代表性信息(“點(diǎn)”信息)的方法相比，具有更高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

微波遙感直接捕獲的是土壤的介電性能，而土壤介電性能取決于土壤含水量。因此可從微波遙感觀測(cè)資料中提取土壤含水量的信息。被動(dòng)微波遙感監(jiān)測(cè)土壤水含量的研究和應(yīng)用已有較為成熟的技術(shù)和模型。目前已有星載被動(dòng)微波遙感土壤水含量的儀器在軌飛行應(yīng)用。但是被動(dòng)微波遙感影像的空間分辨率較低，而且植被和地表粗糙度對(duì)土壤水含量反演的影響仍未得到解決。近年來(lái)，隨著星載高分辨率雷達(dá)遙感的研究和快速發(fā)展，主動(dòng)微波遙感的空間分辨率高、對(duì)地表粗糙度和植被敏感等特點(diǎn)，使其在土壤水含量的研究受到廣泛重視，可以為被動(dòng)遙感土壤水含量進(jìn)行降尺度提高空間分辨率、提供地表粗糙度和植被影響的校正。

目前星載主動(dòng)微波遙感器主要是高分辨率合成孔徑雷達(dá)(SAR)，典型的天線(xiàn)形式有微帶平面陣、波導(dǎo)縫隙陣等，無(wú)法與被動(dòng)微波遙感器兼容設(shè)計(jì)，從而遙感探測(cè)的路徑、觀測(cè)像元存在不一致，影響主動(dòng)遙感對(duì)被動(dòng)微波遙感土壤水含量的校正效果。因此，亟需一種可以實(shí)現(xiàn)與被動(dòng)微波遙感同源同視場(chǎng)的新型體制主動(dòng)微波遙感器，實(shí)現(xiàn)高分辨率的土壤水含量及地表粗糙度的遙感探測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于定量遙感的一維饋源相控陣?yán)走_(dá)，采用網(wǎng)狀拋物面天線(xiàn)形式，通過(guò)饋源幅相位加權(quán)實(shí)現(xiàn)波束掃描，獲取與被動(dòng)微波遙感同視場(chǎng)觀測(cè)的高分辨率對(duì)地遙感信息，滿(mǎn)足土壤水含量的降尺度反演及地表粗糙度和植被影響校正的需求。

第一方面，提供一種用于定量遙感的一維饋源相控陣?yán)走_(dá)，包括網(wǎng)狀拋物面天線(xiàn)1，用于發(fā)射接收微波信號(hào)，位于所述拋物面天線(xiàn)焦線(xiàn)上的饋電陣列2，所述饋電陣列2包括微帶饋源3、T/R組件4、功分合成網(wǎng)絡(luò)5和激勵(lì)器與陣面電源6，位于所述饋電陣列2背面的中央電子設(shè)備7，所述中央電子設(shè)備包括頻綜收發(fā)機(jī)8、定標(biāo)延時(shí)器9和數(shù)據(jù)處理機(jī)10。

可選地，所述網(wǎng)狀拋物面天線(xiàn)1在飛行方向方程為拋物線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)波束的匯聚反射作用；在垂直飛行方向是方程為直線(xiàn)，只有波束反射作用。

可選地，所述饋電陣列2在垂直飛行方向排成線(xiàn)陣，位于拋物面天線(xiàn)1的焦線(xiàn)上，通過(guò)饋電陣列2的幅度和相位加權(quán)實(shí)現(xiàn)飛行寬度方向的波束合成及電掃描，以獲得寬覆蓋。

可選地，所述饋電陣列2共32個(gè)雙極化微帶形式饋源3，每個(gè)饋源3通過(guò)垂直布局的兩個(gè)饋點(diǎn)實(shí)現(xiàn)水平H和垂直V極化。