一种构建双站双线阵三维成像合成孔径雷达系统的方法

摘要

本发明提供了一种构建双站双线阵三维成像合成孔径雷达系统的方法，它是采用双站合成孔径雷达系统与线阵系统相结合的模式，使发射天线和接收天线都采用阵列馈元的模式，在每个脉冲重复间隔，发射线阵馈元仅有一个打开进行电磁波信号的发射，而接收线阵馈元也仅有一个打开进行回波数据的接收，发射线阵馈元和接收线阵馈元都由控制开关来控制，可以实现人为的控制。采用单激励方式，大大降低了功率消耗和硬件的复杂度，克服了距离模糊效应，便于实现观测场景的三维成像。具有硬件结构简单、功耗低、无阵元耦合、数据处理量小等优点。

主权项

1.一种构建双站双线阵三维合成孔径雷达系统的方法，其特征是该系统的构建步骤如下：步骤一：线阵发射机构建双站双线阵三维合成孔径雷达系统的线阵发射机包括以下部分：一台合成孔径雷达发射机、控制开关、M条馈线和M个线阵馈元，其中，M是自然数，M的大小由双站双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为发射线阵天线长度；控制开关和合成孔径雷达发射机相连，控制开关通过M条馈线和M个线阵馈元相连，发射线阵天线的长度为L，L的大小由双站双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为双站双线阵三维合成孔径雷达系统载波频率，ρ为系统分辨率；步骤二：发射线阵天线相位中心轨迹的构建在每一个慢时间n，n＝1.....N内，利用控制开关打开发射线阵天线中某一个阵元，使得发射线阵天线相位中心轨迹构成的随机变量服从均匀分布；步骤三：发射系统构建双站双线阵三维合成孔径雷达系统发射系统是将步骤一中的线阵发射机安置于发射平台上，发射线阵天线沿垂直发射平台运动方向放置，发射平台以恒矢量速度运动，发射平台的初始化飞行高度为H_t0；线阵发射机按步骤二中的构建的发射线阵天线相位中心轨迹对测绘场景不断的发射电磁波信号；步骤四：线阵接收机构建双站双线阵三维合成孔径雷达系统的线阵接收机包括以下部分：一台合成孔径雷达接收机、控制开关、M条馈线和M个线阵馈元，其中，M是自然数，M的大小由双站双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为接收线阵天线长度；控制开关和合成孔径雷达接收机相连，控制开关通过M条馈线和 M个线阵馈元相连，接收线阵天线的长度为L，L的大小由双站双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为双站双线阵三维合成孔径雷达系统载波频率，ρ为系统分辨率；步骤五：接收线阵天线相位中心轨迹的构建在每一个慢时间n，n＝1.....N内，利用控制开关打开接收线阵天线中某一个阵元，使得接收线阵天线相位中心轨迹构成的随机变量服从均匀分布；步骤六：接收系统构建双站双线阵三维合成孔径雷达系统接收系统是将步骤四中的线阵接收机安置于接收平台上，接收线阵天线沿垂直接收平台运动方向放置，接收平台以恒矢量速度运动，接收平台的初始化飞行高度为H_r0；线阵接收机按步骤五中的方式对线阵发射机发射到测绘场景后的回波数据进行接收、存储；步骤七：发射系统和接收系统同步在双站双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，打开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由观测区域到发射系统的距离R_T和观测区域到接收系统的距离R_R决定，τ＝0.8×(R_T+R_R)/C，其中，C为光速；另外，在双站双线阵三维成像合成孔径雷达进行三维成像过程中，需始终保证接收系统的天线波束对准发射系统天线波束的照射区域，以实现始终保持发射系统和接收系统的波束同步。