[發明專利]一種極化信號星地全鏈路傳輸模型建立方法及系統

在審

• 申請號: 202210043013.1
• 申請日: 2022-01-14
• 公開（公告）號: CN114636980A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 涂尚坦;薛伶玲;姜巖;張久玲;陶滿意;劉艷陽;范季夏;胡廣清
• 申請（專利權）人: 上海衛星工程研究所
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S13/90;G06F17/16;G06F17/18
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發明提供了一種極化信號星地全鏈路傳輸模型建立方法及系統，包括：步驟一，統一有線鏈路和無線鏈路極化信號傳輸的理論模型；步驟二，針對“交替發射同時接收”的極化SAR系統建立系統模型；步驟三，針對系統模型進行數學抽象得到極化信號星地全鏈路傳輸的數學模型。本發明建立起多極化SAR衛星極化信號星地全鏈路傳輸的模型，其理論模型將有線鏈路和無線鏈路統一，其系統模型實現了多極化SAR衛星極化信號傳輸的鏈路影響因素分析，其數學模型實現了多極化SAR衛星極化信號傳輸過程中各環節影響因素的定量化計算。本發明普適于“交替發射同時接收”的多極化SAR衛星。

技術領域

本發明涉及多極化合成孔徑雷達領域，具體地，涉及一種極化信號星地全鏈路傳輸模型建立方法及系統。

背景技術

合成孔徑雷達(SAR)因其全天時全天候高分辨率對地觀測能力在各領域得到了廣泛的應用，如洪澇監測、海洋監測、農業普查及地形測繪等。多極化SAR能夠獲取目標更為豐富的極化信息，因此極化SAR圖像的解譯和定量化應用優勢更加明顯。

對于多極化SAR圖像，目標極化散射矩陣的準確測量是極化SAR領域研究的基礎性問題，其正確的獲取能夠為后續的極化檢測、目標識別等應用提供有力保證。理想狀態下，極化SAR系統的極化通道間是沒有能量泄漏、互不影響的，而且兩個極化通道間的幅相特性一致。但由于多極化SAR系統的極化通道間隔離度不夠高、工程上不可能做到完全一致，而且電磁波在空間鏈路傳輸特性復雜等多種因素的影響，極化SAR系統測量得到的極化散射矩陣會引入失真。因此需要對極化信號在星地全鏈路中進行傳輸模型的建立，以分析、分解和控制各環節中引入的誤差。

本職務智力成果與國內外現有技術，以及與最接近的已有技術成果的比較：

文獻1為Polarimetric SAR Internal Calibration Scheme Based on TRModule Orthogonal Phase Coding的文章、文獻2為分布式雙極化衛星移動MIMO信道模型的文章以及文獻3為極化雷達的同時全極化測量與校準技術的文章均公開了相關的技術。但是文獻1僅針對SAR系統射頻鏈路中TR組件相關的系統模型進行了分析；文獻2面向分布式雙極化衛星的移動MIMO信道建立模型，對極化分集和空間分集構成的MIMO系統進行了理論模型分析，與極化SAR系統工作方式不同；文獻3針對傳統同時全極化測量技術中存在的極化測量誤差問題，介紹了基于模糊函數矩陣的同時全極化測量新方法，是針對極化誤差端到端測量的研究，未對極化信號傳輸鏈路進行展開分析。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種極化信號星地全鏈路傳輸模型建立方法及系統。

根據本發明提供的一種極化信號星地全鏈路傳輸模型建立方法，包括如下步驟：

理論模型統一步驟：統一有線鏈路和無線鏈路極化信號傳輸的理論模型；

系統模型建立步驟：針對“交替發射同時接收”的極化SAR系統建立系統模型；

數學抽象模型建立步驟：針對系統模型進行數學抽象得到極化信號星地全鏈路傳輸的數學模型。

優選地，所述統一有線鏈路和無線鏈路極化信號傳輸的理論模型，把射頻信號在有線鏈路中的四端口網絡傳輸模型和電磁波在空間無線鏈路中的Jones矢量模型，在數學形式上進行等價。

優選地，針對“交替發射同時接收”的極化SAR系統，分別對極化信號星上發射鏈路、空間無線鏈路和星上接收鏈路進行系統建模，進行極化信號傳輸的鏈路影響因素分析。

優選地，針對系統模型中的各環節按照理論模型進行數學抽象，得到各環節的極化信號傳輸矩陣，星地全鏈路系統模型對應的數學模型為各環節極化信號傳輸矩陣的乘積運算。