[發明專利]一種天線方位多通道間基線和相位中心的配置方法

有效

• 申請號: 202210145933.4
• 申請日: 2022-02-17
• 公開（公告）號: CN114201891B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 鄧云凱;王偉;張志敏;吳俠義;吳亮;歐乃銘
• 申請（專利權）人: 中國科學院空天信息創新研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H01Q1/28;H01Q1/36
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 金怡

1.一種天線方位多通道間基線和相位中心的配置方法，用于星載SAR系統，其特征在于，該方法包括：

根據需要實現的分辨率和幅寬指標，進行天線長度和基線長度的設計；具體包括：采用將長天線沿方位向分塊形成多個子通道的方式，實現空間采樣等效時間采樣，降低分辨率對系統脈沖重復頻率PRF的要求，進而同時實現寬幅成像；基于分辨率設計子通道基線長度，基于成像幅寬指標設計子通道數目和天線長度，具體包括：

（1）根據星載SAR成像原理，系統方位分辨率，其中V_g為雷達波束照射地面波足的地速，B_d為多普勒頻率帶寬，基于多普勒帶寬B_d可得到波束寬度需求，然后基于波束寬度需求設計子通道對應的基線長度d_a；

（2）根據成像幅寬確定最高可選的PRF_max：

W_g為幅寬，θ_inc為入射角，c為電磁波傳輸速度，T_p為發射脈沖寬度；

（3）選擇不高于PRF_max的PRF設計天線總長，根據PRF=2*V_s/L_a，選擇接近的天線長度，并使其同時滿足N=L_a/d_a，V_s表示雷達速度，N為子通道數目，L_a為雷達天線長度；

基于設計的天線長度和基線長度，進行雷達工作參數的適配性優化；建立方位多通道條件下天線長度與系統PRF間的約束關系，根據子通道基線長度和多普勒帶寬需求形成對收發方向圖的波束寬度約束，優化雷達工作參數，滿足分辨率幅寬指標，同時保證系統靈敏度和模糊度性能指標；所述優化雷達工作參數是指同時綜合考慮系統成像性能，對子通道基線長度和子通道數目進行調整優化，具體包括：

步驟（1）首先基于分辨率幅寬需求，形成初始的基線長度d_a0和初始的子通道數目N₀；

步驟（2）基于基線長度和子通道數目，計算得到天線長度La，根據得到的天線長度La，計算系統需求的脈沖重復頻率PRF；

步驟（3）評估在該PRF下實際斑馬圖中的可用幅寬Wg，如果不達標則增加子通道數目并重復執行步驟（2）過程，如果達標，執行步驟（4）；

步驟（4）進一步評估方位模糊度AASR指標，如果方位模糊不達標，減小基線長度d_a并返回重復上述步驟（2）過程，如果達標，進一步執行步驟（5）；

步驟（5）評估系統靈敏度NESZ，若NESZ不達標則增加子通道數目并重復執行步驟（2）過程，如果NESZ達標則進一步執行步驟（6）；

步驟（6）評估距離模糊指標RASA，如果不達標則增加基線長度d_a或子通道數目N并返回重復上述過程，如果達標則設計完成；

根據不同模式雷達工作參數和天線長度與基線長度間的約束關系，構建寬適應性多通道信號處理方法，所述多通道是指多個子通道；所述寬適應性多通道信號處理方法包括：構建適用于條帶，掃描，TOPSAR和聚束多種工作模式的多通道回波信號均勻化重建方法，包括構建含多普勒中心的協方差矩陣，基于形成的協方差矩陣計算優化后的各通道加權矢量，具體包括：

（1）構建協方差矩陣：

其中a_i表示方位向導向矢量，U(·)表征方位方向圖加權值，f_dc表示多普勒中心頻率，R_i為協方差矩陣，f_η表示方位頻率，H上標表示共軛轉置；表征噪聲能量，I為單位矩陣；

（2）得到均勻化重建濾波器加權矢量：

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