一种前视线阵三维合成孔径雷达系统构建方法

摘要

本发明公开了一种前视线阵三维合成孔径雷达系统的构建方法，它是利用单激励线阵三维合成孔径雷达天线相位中心控制精度高和前视合成孔径雷达系统能够提前获取前方地形信息的特点，采用单激励线阵三维SAR系统和前视SAR系统相结合的模式，使单激励线阵三维SAR的波束前视照射。然后实时对接收到的回波数据我们采用标准的后向投影算法进行处理，得到前方测绘区域的三维成像结果。能够可以提前并实时的获取飞行器前方的三维地形信息，为精确制导以及飞行器的导航、进近着陆以及盲降提供了一种新方法。

主权项

1、一种前视线阵三维合成孔径雷达系统的构建方法，其特征是它包括如下步骤：步骤1：单激励发射系统和接收系统构建发射系统和接收系统包括：一台发射机，一台接收机，一个T/R转换开关，一个馈元控制开关，M条馈线和M个线阵馈元；M是自然数，M的大小由前视线阵三维合成孔径雷达系统在一个飞行孔径内脉冲重复频率的大小来决定，M＝v×Na/L，其中，v为飞行平台速度，Na为合成孔径雷达方位向采样点数，L为线阵天线长度；发射机和接收机与控制开关之间用一个T/R转换开关相连，T/R转换开关的一边与控制开关相连，另一边分别与发射机和接收机相连，控制开关通过M条馈线和M个线阵馈元相连构成一个线阵天线，线阵天线的长度L的大小由前视线阵三维合成孔径雷达系统要求得到的分辨率决定，L＝λ/ρ，其中，λ为前视线阵三维合成孔径雷达系统载波频率，ρ为系统分辨率；发射机和接收机共用一个线阵天线，使用一个T/R转换开关控制发射机和接收机在不同时段工作，即采用的是单激励工作方式；步骤2：单激励天线相位中心轨迹的确定对于慢时间n，n＝1·····N，N为正整数，当n＝1，控制开关按照三角周期函数打开线阵天线中任意一个线阵馈元M＝M₁，M₁是M个线阵馈元中的任意一个线阵馈元的标记，记下慢时间n＝1时工作的线阵馈元标记M₁；当n＝2，控制开关打开线阵天线中一个线阵馈元M＝M₂，M₂≠M₁，记下慢时间n＝1时工作的线阵馈元标记M₂；当n＝3，控制开关打开线阵天线中一个线阵馈元M＝M₃，M₃≠M₂≠M₁，记下慢时间n＝1时工作的线阵馈元标记M₂；……；依此类推，当n＝N时，控制开关打开线阵天线中一个线阵馈元M＝MN，M₁，M₂，M₃，…，M_N均不相同，记下慢时间n＝N时工作的线阵馈元标记M_N；这样，就得到慢时间和对应这个慢时间工作的线阵馈元标记的对应关系，即线阵天线相位中心轨迹，所述线阵天线相位中心轨迹构成的随机变量服从均匀分布；步骤3：发射/接收平台构建前视线阵三维合成孔径雷达系统发射/接收平台是将步骤1中的线阵发射系统/接收系统安置于运动平台上，线阵天线中的馈元排列方向垂直于运动平台的运动方向，运动平台以恒矢量速度运动，运动平台的初始化飞行高度为H_t0；步骤4：发射系统和接收系统同步在前视线阵三维成像合成孔径雷达进行三维成像过程中，在发射系统发射电磁信号后固定的延时时刻τ，转换T/R开关，让接收系统接收场景回波，以实现发射系统和接收系统的时间同步，其中，固定的延时时刻τ由观测区域到线阵天线的距离R决定，τ＝0.8×2R/C，其中，C为光速；步骤5：前视线阵三维合成孔径雷达系统单激励发射/接收平台工作通过T/R转换开关使线阵发射机和接收机按步骤2中的构建的天线相位中心轨迹对测绘场景不断的发射电磁波信号并接收回波信号，前视线阵三维合成孔径雷达系统采用单激励工作方式，即在每一个慢时间只有一个馈元工作，在这个慢时间，发射机和接收机只能通过一个馈元工作；接收机在n个慢时间得到n个测绘场景的回波信号就是前视线阵三维合成孔径雷达系统的采集数据。