專利名稱：一種星機雙基地sar系統(tǒng)的空間同步方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電子信號處理技術領域，涉及空間遙感和空對地觀測信息處理技術，特別涉 及星機雙基地SAR (Synthetic Aperture Radar，合成孔徑雷達)空間同步技術。
背景技術：
雙基地SAR是一種收、發(fā)分置的新體制的合成孔徑雷達。由于接收機在工作過程中始終 處于無線電靜默狀態(tài)，提高了SAR系統(tǒng)的隱蔽性和抗干擾能力。利用不同的觀測角度，可獲 取目標多方面的散射信息，有利于目標的分類、識別和提高反隱身目標能力。通過由發(fā)射平 臺提供多普勒帶寬，可實現(xiàn)接收機的"前視"甚至"后視"成像。另外， 一臺發(fā)射機可同時 配備多臺接收機，從而大大地節(jié)約成本和寶貴的頻帶資源。
早期的雙基地SAR都采取的是對稱體制結構，如衛(wèi)星發(fā)射、衛(wèi)星接收的星載雙基地SAR， 飛機發(fā)射、飛機接收的機載雙基地SAR等。由于收/發(fā)平臺的飛行高度基本相當，使得收/發(fā) 天線波束足跡的大小基本相同，因而能充分利用發(fā)射機的輻射能量。同時，收/發(fā)平臺的飛行 速度也基本相當，因此收/發(fā)波束足跡可以長時間地保持同步。當發(fā)射平臺的飛行軌跡偏離預 定航線或者飛行姿態(tài)出現(xiàn)擾動時，可能會造成收、發(fā)波束足跡不能很好地重疊，這時必須做 出必要的調整。目前存在多種可能的調整措施，包括調節(jié)發(fā)射平臺的飛行姿態(tài)、調節(jié)發(fā)射 平臺的天線指向角、調節(jié)接收平臺的飛行姿態(tài)、調節(jié)接收平臺的天線指向角等等。不同的實 際系統(tǒng)，可根據(jù)自身特點，采取適宜的調整方案。
近年來，隨著對稱體制結構的雙基地SAR系統(tǒng)逐漸地發(fā)展成熟，人們又將注意力轉移到 非對稱體制結構的雙基地SAR系統(tǒng)。這其中，由低軌道雷達衛(wèi)星發(fā)射、由飛機接收的一種配 置形式——星機雙基地SAR系統(tǒng)最為引人注目。該系統(tǒng)具備獨特的"遠發(fā)近收"特點，既保 持了星載SAR站得高、看得遠、安全性好的優(yōu)勢，又提高了信噪比，同時還兼具機載SAR 機動性強、分辨率高的優(yōu)點。然而，由于衛(wèi)星平臺的飛行速度遠快于飛機，如何保證接收波 束足跡能在相對較長的時間內處于發(fā)射波束足跡之內，從而獲得相對較長的場景長度，是關 系到這一系統(tǒng)能否具有實用價值的關鍵技術。至于當發(fā)射平臺出現(xiàn)不希望的運動誤差時，同 樣需要做出必要的調整，其調節(jié)過程與對稱體制結構的SAR系統(tǒng)類似。
國外就星機雙基地SAR系統(tǒng)的空間同步已提出一種初步的解決方案。其工作原理如附圖 l和圖2所示。首先，星載SAR工作在如圖l所示的"正向滑動聚束式"掃描狀態(tài)。在衛(wèi)星的飛行過程中，星載SAR天線指向不再保持不變，而是始終指向比場景中心C更遠的W點， 其目的是降低波束的移動速度。然而，由于星載SAR天線操控角通常只能在較小的范圍內(土1。) 變化，所以星載SAR天線保持"正向滑動聚束式"掃描的時間只能持續(xù)數(shù)秒。在這段時間內， 如果機載SAR天線采用"條帶式"掃描，則系統(tǒng)的成像范圍只有幾百米。因此，為增加成像 場景的長度，必須對機載SAR天線的指向也實施必要的控制。為此，將機載SAR天線掃描 狀態(tài)調整在如圖2所示的"反向滑動聚束式"。在飛機的飛行過程中，機載SAR天線指向不 再保持不變，而是始終指向U點，目的是加快波束的移動速度。
然而，上述方案存在著一些缺點，主要包括(1)為使方位分辨率不至過低，接收波束 速度的提高倍數(shù)有限，造成場景長度較短。(2)在回波信號的采集過程中，收發(fā)平臺的波束 指向必須連續(xù)不停地變化，加劇了系統(tǒng)的空變特性，對應的成像算法設計比較困難。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種星機雙基地SAR系統(tǒng)的空間同步方法，該方法能在保持方位分 辨率量級不變的前提下獲得更長的場景長度。
現(xiàn)有方法的思路是利用飛機波束的掃描構成方位向的場景。在這種思路下，為使方位分 辨率不至過低，接收波束速度的提高倍數(shù)受到很大局限，造成場景長度較短。實際上，由于 衛(wèi)星速度遠快于飛機，成像時間非常短，因此在成像過程中可以將飛機近似看作"固定不動"， 這樣只需將接收波束展寬就能實現(xiàn)提高場景長度的目的。展寬接收波束會造成回波信號信噪 比的下降，然而星機雙基地SAR具有"遠發(fā)近收"的特點，相比于星載SAR而言信噪比很 高，完全可以"犧牲"掉一部分信噪比，從而實現(xiàn)接收波束展寬的目的。另一方面，將飛機 波束近似看作"固定不動"之后，目標的合成孔徑時間將取決于衛(wèi)星波束的寬度。因此，還 可以對衛(wèi)星波束也進行一定的展寬，從而提高系統(tǒng)的方位分辨率。
本發(fā)明技術方案如下
一種星機雙基地SAR系統(tǒng)的空間同步方法，其特征是 一方面通過減小飛機方位向天線 尺寸或僅驅動接收平臺相控陣天線的部分陣元數(shù)，在方位向展寬接收寬波束，從而提高星機 雙基地SAR系統(tǒng)的場景長度；另一方面，通過減小衛(wèi)星方位向天線尺寸或僅驅動發(fā)射平臺相 控陣天線的部分陣元數(shù)，在方位向展寬發(fā)射波束，從而提高星機雙基地SAR系統(tǒng)的方位分辨率。
上述方案中，展寬接收和發(fā)射平臺方向位波束時，會造成系統(tǒng)等效噪聲系數(shù)的下降，在確定信噪比允許降低的倍數(shù)時，應按系統(tǒng)等效噪聲系數(shù)不能低于星載SAR等效噪聲系數(shù)的原 則予以確定。
對于合作式星機雙基地SAR系統(tǒng)，衛(wèi)星波束展寬倍數(shù)的確定步驟及原則是
(1) 根據(jù)系統(tǒng)要求的方位分辨率，按公式A^:p^(l + ^.^)確定衛(wèi)星方位向天線所
需尺寸。其中，y^為系統(tǒng)要求的方位分辨率，《為衛(wèi)星與目標間的距離，尺為飛機與目標 間的距離，巧為衛(wèi)星速度，R為飛機速度。
(2) 根據(jù)算出的天線尺寸計算波束所需展寬的最小倍數(shù)。
(3) 根據(jù)衛(wèi)星相控陣天線的實際配置情況，確定所需要驅動的方位向子陣數(shù)。
(4) 為避免出現(xiàn)方位模糊的現(xiàn)象，衛(wèi)星波束的展寬倍數(shù)最多不能超過2倍。 對于合作式星機雙基地SAR系統(tǒng)，飛機波束展寬倍數(shù)的確定步驟及原則是
,，、松/、+Pivm f/l3(7,(^ 7VESZ ,1 c 、^!v S7W 、丄咎/丄
CD按公式纖(4兀)3^瓶.(^.2麵,)si線)歸歸^計割一曰
噪比允許降低的倍數(shù)。其中，《為衛(wèi)星所發(fā)射信號的峰值功率，/l為信號波長，G,和《分別 為衛(wèi)星天線和飛機天線的增益，A^SZ為星載SAR的等效噪聲系數(shù)，i ,為衛(wèi)星與目標間的距
離，A為飛機與目標間的距離，A為玻爾茲曼常數(shù)，r是機載接收機噪聲溫度，F(xiàn)是機載接
收機噪聲系數(shù)，Z是系統(tǒng)損耗，巧為衛(wèi)星速度，R為飛機速度，c為光速，B為發(fā)射信號的 帶寬，/ 為目標的雙基地角，％為雙基地角角平分線對應的入射角，5TVi 為實際的信噪比， 57W mm為所需的最小信噪比，乂^為信噪比允許降低的倍數(shù)。
(2) 根據(jù)算出的iV^，除以衛(wèi)星波束實際展寬倍數(shù)的平方，得到飛機波束所允許展寬的 最大倍數(shù)。
(3) 根據(jù)飛機相控陣天線的實際配置情況，確定所需要驅動的方位向陣元數(shù)。
(4) 飛機波束的實際展寬倍數(shù)不得超過飛機方位向陣元數(shù)。 對于非合作式星機雙基地SAR系統(tǒng)，飛機波束展寬倍數(shù)的確定步驟及原則是(1 )按公式SVi = ,' "' ; ，--("f7~77---)和W Mr =-計算細
噪比允許降低的倍數(shù)。其中，f為衛(wèi)星所發(fā)射信號的峰值功率，義為信號波長，G,和G,分別 為衛(wèi)星天線和飛機天線的增益，A^SZ為星載SAR的等效噪聲系數(shù)，《為衛(wèi)星與目標間的距 離，A為飛機與目標間的距離，fc為玻爾茲曼常數(shù)，r是機載接收機噪聲溫度，F(xiàn)是機載接 收機噪聲系數(shù)，丄是系統(tǒng)損耗，巧為衛(wèi)星速度，R為飛機速度，c為光速，S為發(fā)射信號的 帶寬，-為目標的雙基地角，仏為雙基地角角平分線對應的入射角，SV及為實際的信噪比， SW及，為所需的最小信噪比，iVmm為信噪比允許降低的倍數(shù)。
(2) 根據(jù)飛機相控陣天線的實際配置情況，確定所需要驅動的方位向陣元數(shù)。
(3) 飛機波束的實際展寬倍數(shù)不得超過飛機方位向陣元數(shù)。
上述方案的可行性可經(jīng)如下論證。
論證應從以下幾個方面進行信噪比允許降低的倍數(shù)能達到多大？收、發(fā)波束展寬后對 應的場景長度和方位分辨率能達到什么樣的量級？收、發(fā)波束展寬后是否會影響系統(tǒng)的模糊 性？
下面首先從信噪比方面論證方案的可行性。星機雙基地SAR的雷達方程可表示為
尸—諷GA04 m
其中，《和《分別表示目標回波功率和發(fā)射信號功率，義為信號波長，G,和Gf分別是衛(wèi)星天 線和飛機天線的增益，^是歸一化的雙基地散射系數(shù)，4_￡《是分辨單元的面積，《和及,分別 是衛(wèi)星與目標及飛機與目標之間的距離。式(l)中的Xres可由下式計算-
^p=(_^---L)--￡- (2)
ra & 、〖《J 25cos(y9/2)s—力 、J
其中，A^和/^分別為方位分辨率和地距分辨率，K和^分別為衛(wèi)星和飛機的飛行速度，^ 為合成孔徑時間，c為光速，5為發(fā)射信號的帶寬，/ 為目標的雙基地角，仏為雙基地角角 平分線對應的入射角。式(l)表示的只是單脈沖下的目標回波功率，經(jīng)距離壓縮和方位積累后， 信號處理器輸出端的信噪比提高為-S層=W G,G^4丄7 (3)(47i)3 A:rFi:
其中，//是發(fā)射信號占空比，A為玻爾茲曼常數(shù)，r是機載接收機噪聲溫度，F(xiàn)是機載接收
機噪聲系數(shù)，丄是系統(tǒng)損耗。將式(2)代入式(3)后，可得
，々——￡——)(4)
設&Vi 一表示系統(tǒng)能夠實現(xiàn)成像所需的最小信噪比，則信噪比允許降低的倍數(shù)為-
(5)
匿風， u
下面通過一些典型參數(shù)對iV,做一下粗略的估算。設一個X波段星載發(fā)射機在515 km高度的軌道上飛行，飛行速度為7.6km/s，天線增益為45dB，天線視角為30。，發(fā)射功率為2.26KW，波長為3.1cm，占空比為0.18，信號帶寬為150MHz;飛機飛行高度為3km，天線增益為30dB，天線視角為50。，飛行速度為100m/s， r = 260K， F = 5dB， Z = 5dB; a^:-20dB，SW m, =10dB。將上述參數(shù)代入式(4)和式(5)，可得iV,a36。接收波束足跡展寬前的寬度為0.17km，為達到lkm以上的場景長度的量級，接收波束至少應展寬8倍(飛機方位向天線的長度為0.8m，由26個天線陣元組成，理論上最多可展寬26倍)。iV^的剩余部分可留給
衛(wèi)星波束。需注意的是，雷達衛(wèi)星的方位向陣元大多釆用子陣結構， 一般只能通過減少天線陣元數(shù)目的方法展寬波束。又由于雷達衛(wèi)星多采用分布式發(fā)射機，天線陣元數(shù)目的減少將造成功率和天線增益的同時下降，因此衛(wèi)星波束大約只能展寬2倍(《7^)。衛(wèi)星波束展寬后，系統(tǒng)的方位分辨率由2 m提高為1 m 。
接下來從系統(tǒng)的模糊性方面論證方案的可行性。眾所周知，在單基地SAR中，波束展寬后目標的合成孔徑時間和多普勒帶寬將會增加，可能會造成系統(tǒng)PRF (Pulse RepetitionFrequency,脈沖重復頻率)選擇的困難。在星機雙基地SAR中，當收發(fā)波束同時展寬后，是否也會出現(xiàn)這種情況呢？為避免出現(xiàn)距離模糊和方位模糊，星機雙基地SAR的PRF應滿足其中，」8。:表示多普勒帶寬，7:表示整個波束照射范圍內從"距離和最近的目標點"到"距
離和最遠的目標點"回波的持續(xù)時間，^為發(fā)射信號的脈沖寬度。式(6)中的&,應取收、發(fā)
波束掃過時間中更短的那一個。在收、發(fā)波束均不進行指向控制以及衛(wèi)星波束展寬倍數(shù)不太大的情況下，由于衛(wèi)星的速度是飛機的七十余倍，衛(wèi)星波束的掃過時間要短得多，即有
<formula>formula see original document page 9</formula>
式中的"^和A^分別為衛(wèi)星和飛機方位向波束足跡的寬度，丄。2，,為衛(wèi)星方位向天線尺寸?？紤]到jf/《》^/《，將式(7)代入式(6)后可得
<formula>formula see original document page 9</formula>
從式(8)中可看出，由于合成孔徑時間主要取決于衛(wèi)星波束足跡的寬度，PRF的選擇對衛(wèi)星波束的展寬很敏感，但對飛機波束的展寬不敏感。因此，場景長度的提高不受系統(tǒng)模糊性的限制，但方位分辨率的提高受模糊性的限制。星載SAR的多普勒帶寬為2"/Z^,，因此衛(wèi)星波
束最多只能展寬2倍，否則可能會出現(xiàn)方位模糊的情況。
綜上所述，由于星機雙基地SAR具有"遠發(fā)近收"的特點，信噪比比較高，可以用一部分信噪比的損失換取場景長度和方位分辨率的提高。收、發(fā)波束展寬后場景長度至少可以達到1公里以上的量級，方位分辨率的量級一般可以達到米級左右。需注意的是，波束展寬因子如何分配(即式(5)中的A^m在收、發(fā)波束展寬過程中的分配)決定了場景長度和方位分辨率能達到的量級。iV^^的分配具有一定的靈活性，但必須遵循如下約束(1)展寬后的接
收波束寬度不能超過單個接收陣元對應的波束寬度；(2)非合作式系統(tǒng)(即利用的是非己方的星載照射源)中的衛(wèi)星波束不能展寬；(3)合作式系統(tǒng)中，受系統(tǒng)模糊性的限制，衛(wèi)星波束的展寬不能超過2倍。
當系統(tǒng)采用不同波束同步方案時，衡量系統(tǒng)性能高低的技術指標主要包括成像時間、場景長度、方位分辨率。其中，成像時間定義為從發(fā)射波束與接收波束出現(xiàn)重疊時開始，到發(fā)射波束完全離開為止，其間所經(jīng)歷的時間。根據(jù)圖3，利用平臺間的相對速度可計算出這段時間等于
<formula>formula see original document page 9</formula>系統(tǒng)的場景長度定義為方位向上經(jīng)歷了衛(wèi)星波束完整照射的所有目標點對應的長度。根據(jù)
圖3，設某目標點的坐標為x，則衛(wèi)星波束兩個邊緣掃過該目標的時刻分別為jc/p;和
0 + A^)/K ，顯然飛機在這兩個時刻的位置與目標:c之間的距離必須滿足
<-
、2 r K
經(jīng)簡單整理后，場景長度應按下式計算:足.
:^e"d 一 Atort 二 -
K一K
(10)
(11)
方位分辨率的公式實際上已在式(2)中給出，將式(7)代入式(2)并整理后得:
〖
1 + M凡K
(12)
在上述根據(jù)本發(fā)明的星載雙基地SAR空間同步方法中，無需對已有雷達衛(wèi)星和機載雷達進行任何硬件上的改動，只需合理控制相控陣天線中的有效陣元數(shù)即可。控制方案簡單，成本低，可靠性高。


圖1為國外已提出的"正向滑動聚束式"示意圖。其中c為場景中心點，w為"虛擬"
的波束轉動中心點，A。,，,為c點與w點之間的距離，&,,為衛(wèi)星航跡與場景中心點之間的最
短距離，JMaM為衛(wèi)星天線的最大操控角。
圖2為國外己提出的"反向滑動聚束式"示意圖。其中C為場景中心點，U為"虛擬"的波束轉動中心點，A。,，。為W點與飛機航跡之間的最短距離，&,。為飛機航跡與場景中心點之間的最短距離，JOT。w為飛機天線的最大操控角。
圖3是本發(fā)明提出的"雙寬波束同步方法"的示意圖，由三幅子圖所組成。其中，a圖為同步方案整體示意圖；b圖為成像時間的計算示意圖；c圖為場景長度的計算示意圖。
圖4是本發(fā)明實施例中的"信噪比允許降低倍數(shù)"的結果示意圖。
10圖5是本發(fā)明實施例中的"PRF適宜范圍"的結果示意圖。圖6是本發(fā)明實施例中的"場景長度"的結果示意圖。實施例
采用X波段雷達衛(wèi)星TerraSAR-X和機載雷達PAMIR的參數(shù)進行計算。
衛(wèi)星飛行高度為515km，飛行速度為7.6km/s，天線增益為45dB，天線視角的范圍為20° 55°，發(fā)射功率為2.26KW，波長為3.1cm，占空比為0.18，信號帶寬為150MHz;飛機飛行高度為3km，天線增益為30dB，天線視角的范圍為40°~70°，飛行速度為100m/s，
r = 260K， ^ = 5dB， i = 5dB; ct&0 = —20dB， 5A^抓力=10 dB 。
首先，將相關參數(shù)代入式(4)和式(5)，計算信噪比允許降低的倍數(shù)。圖4給出了計算結果。從圖中可看出在高入射角處，由于收發(fā)距離都較長，信噪比允許降低的倍數(shù)(iV,)比較小，最低處只有6倍左右；在低入射角處，信噪比允許降低的倍數(shù)比較大，最高處接近67倍。
接下來，對收、發(fā)波束展寬倍數(shù)按如下原則分配①根據(jù)要求的方位分辨率，按式(12)計算衛(wèi)星波束所需展寬的倍數(shù)；②衛(wèi)星波束的展寬最多不能超過2倍；③將JV^除以衛(wèi)星波束
展寬倍數(shù)的平方，剩余部分賦予飛機波束； 飛機波束展寬倍數(shù)不得超過飛機方位向陣元數(shù)。對收、發(fā)波束實施展寬后，將相關參數(shù)代入式(6M8)，計算PRF的適宜范圍。圖5給出了計算結果。從圖中可看出，PRF的上下限之間有非常大的選擇余地。
最后，將相關參數(shù)代入式(ll)計算場景長度的量級，并與國外已有方法進行對比。為方便比較，兩種方法中每一對入射角所對應的方位分辨率均設定為2m。圖6給出了兩種方法場景長度間的對比。從圖中可看出，本發(fā)明所獲得的場景長度明顯要大得多。而且，由于無需對收發(fā)波束的指向實施控制，成像算法的設計將更為簡單。
1權利要求
1、一種星機雙基地SAR系統(tǒng)的空間同步方法，其特征是一方面通過減小飛機方位向天線尺寸或僅驅動接收平臺相控陣天線的部分陣元數(shù)，在方位向展寬接收寬波束，從而提高星機雙基地SAR系統(tǒng)的場景長度；另一方面，通過減小衛(wèi)星方位向天線尺寸或僅驅動發(fā)射平臺相控陣天線的部分陣元數(shù)，在方位向展寬發(fā)射波束，從而提高星機雙基地SAR系統(tǒng)的方位分辨率。
2、 根據(jù)權利要求1所述的星機雙基地SAR系統(tǒng)的空間同步方法，其特征是展寬接收 和發(fā)射平臺方向位波束時，會造成系統(tǒng)等效噪聲系數(shù)的下降，在確定信噪比允許降低的倍數(shù) 時，應按系統(tǒng)等效噪聲系數(shù)不能低于星載SAR等效噪聲系數(shù)的原則予以確定。
3、 根據(jù)權利要求1所述的星機雙基地SAR系統(tǒng)的空間同步方法，其特征是對于合作 式星機雙基地SAR系統(tǒng)，衛(wèi)星波束展寬倍數(shù)的確定步驟及原則是(1) 根據(jù)系統(tǒng)要求的方位分辨率，按公式丄。2，, = /^《1 + ^.^)確定衛(wèi)星方位向天線所需尺寸；其中，/^為系統(tǒng)要求的方位分辨率，《為衛(wèi)星與目標間的距離，R為飛機與目標 間的距離，巧為衛(wèi)星速度，R為飛機速度；(2) 根據(jù)算出的天線尺寸計算波束所需展寬的最小倍數(shù)；(3) 根據(jù)衛(wèi)星相控陣天線的實際配置情況，確定所需要驅動的方位向子陣數(shù)；(4) 為避免出現(xiàn)方位模糊的現(xiàn)象，衛(wèi)星波束的展寬倍數(shù)最多不能超過2倍。
4、 根據(jù)權利要求1所述的星機雙基地SAR系統(tǒng)的空間同步方法，其特征是對于合作 式星機雙基地SAR系統(tǒng)，飛機波束展寬倍數(shù)的確定步驟及原則是(1) 按公式纖=":"'鵬.(^~V--^-)和1 =~^計算信噪比允許降低的倍數(shù)；其中，《為衛(wèi)星所發(fā)射信號的峰值功率，義為信號波長，G,和《分別 為衛(wèi)星天線和飛機天線的增益，7Vi:SZ為星載SAR的等效噪聲系數(shù)，及,為衛(wèi)星與目標間的距離，A為飛機與目標間的距離，A為玻爾茲曼常數(shù)，r是機載接收機噪聲溫度，F(xiàn)是機載接收機噪聲系數(shù)，Z是系統(tǒng)損耗，K為衛(wèi)星速度，R為飛機速度，c為光速，5為發(fā)射信號的 帶寬，/ 為目標的雙基地角，％為雙基地角角平分線對應的入射角，SA^為實際的信噪比， SV&, 為所需的最小信噪比，iVmQX為信噪比允許降低的倍數(shù)；(2) 根據(jù)算出的^_，除以衛(wèi)星波束實際展寬倍數(shù)的平方，得到飛機波束所允許展寬的最大倍數(shù)；(3) 根據(jù)飛機相控陣天線的實際配置情況，確定所需要驅動的方位向陣元數(shù)；(4) 飛機波束的實際展寬倍數(shù)不得超過飛機方位向陣元數(shù)。
5、根據(jù)權利要求1所述的星機雙基地SAR系統(tǒng)的空間同步方法，其特征是對于非合 作式星機雙基地SAR系統(tǒng)，飛機波束展寬倍數(shù)的確定步驟及原則是^ ，、始八l c^d W鄰,薦Z ,1__c 、勒A, 、+智乂，(1)按公式鍵X^瓶'(W逢。s(闊—)舞匿^r十割:尺凡噪比允許降低的倍數(shù)；其中，《為衛(wèi)星所發(fā)射信號的峰值功率，/l為信號波長，G,和&分別 為衛(wèi)星天線和飛機天線的增益，iV￡SZ為星載SAR的等效噪聲系數(shù)，《為衛(wèi)星與目標間的距 離，A為飛機與目標間的距離，A:為玻爾茲曼常數(shù)，r是機載接收機噪聲溫度，F(xiàn)是機載接 收機噪聲系數(shù)，丄是系統(tǒng)損耗，K為衛(wèi)星速度，^為飛機速度，c為光速，S為發(fā)射信號的 帶寬，/ 為目標的雙基地角，仏為雙基地角角平分線對應的入射角，SVi 為實際的信噪比， 為所需的最小信噪比，iV ra為信噪比允許降低的倍數(shù)；(2)根據(jù)飛機相控陣天線的實際配置情況，確定所需要驅動的方位向陣元數(shù)； (3 )飛機波束的實際展寬倍數(shù)不得超過飛機方位向陣元數(shù)。
全文摘要
一種星機雙基地SAR系統(tǒng)的空間同步方法，屬于電子信號處理技術領域，涉及空間遙感和空對地觀測信息處理技術，特別涉及星機雙基地SAR空間同步技術。本發(fā)明一方面通過減小飛機方位向天線尺寸或僅驅動接收平臺相控陣天線的部分陣元數(shù)，在方位向展寬接收寬波束，從而提高星機雙基地SAR系統(tǒng)的場景長度；另一方面，通過減小衛(wèi)星方位向天線尺寸或僅驅動發(fā)射平臺相控陣天線的部分陣元數(shù)，在方位向展寬發(fā)射波束，從而提高星機雙基地SAR系統(tǒng)的方位分辨率。收、發(fā)波束展寬后場景長度至少可以達到1公里以上的量級，方位分辨率的量級可達到米級左右。本發(fā)明無需對現(xiàn)已雷達系統(tǒng)進行任何硬件上的改動，只需合理控制相控陣天線中的有效陣元數(shù)即可?？刂品桨负唵?，成本低，可靠性高。
文檔編號G01S7/28GK101464512SQ200910058209
公開日2009年6月24日 申請日期2009年1月21日 優(yōu)先權日2009年1月21日
發(fā)明者鵬 周, 曹宗杰, 晉 李, 楊曉波, 王金峰, 皮亦鳴, 銳 閔 申請人:電子科技大學