本發(fā)明涉及fmcwsar成像系統(tǒng)，具體涉及一種雙星kafmcwsar內(nèi)定標系統(tǒng)、方法及成像系統(tǒng)。

背景技術：

合成孔徑雷達(syntheticapertureradar，sar)能夠全天候、全天時地進行對地觀測，提供高分辨率的雷達圖像，并能夠穿透地表和植被獲取地表下的信息，而且作用距離遠，成像范圍大，因而在地質(zhì)探測、地形測繪、洪水災害監(jiān)測、農(nóng)作物鑒別、產(chǎn)量評估等民用領域和戰(zhàn)場、戰(zhàn)略偵查等軍事領域有著廣泛的應用前景。

sar成像系統(tǒng)整個通道鏈路的任何一部分都會對信號產(chǎn)生影響，如何補償通道鏈路對信號的影響是高分辨sar成像必須解決的一個難題。目前，工程上一種切實可行的方法是通過內(nèi)定標技術來實現(xiàn)。由于發(fā)射的寬帶線性調(diào)頻信號經(jīng)過定標鏈路，信號受到通道鏈路的影響已包含在定標信號之中，通過對定標信號的分析可以提取出用于補償?shù)姆群拖辔恍畔?，從而實現(xiàn)對高分辨sar成像系統(tǒng)的幅相誤差補償。

內(nèi)定標一般利用雷達自身的電子設備，通過增加內(nèi)定標器來形成發(fā)射、接收等定標回路，利用定標信號經(jīng)過與真實回波信號盡可能相同的雷達發(fā)射通道和接收通道鏈路，形成定標回路，實現(xiàn)內(nèi)定標功能。

傳統(tǒng)sar成像系統(tǒng)采用脈沖體制。fmcwsar作為一種新的成像雷達體制，已應用于機載，但目前還未有星載kafmcwsar成像系統(tǒng)的相關報道，因此也未有星載kafmcwsar內(nèi)定標系統(tǒng)的相關報道。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種雙星kafmcwsar內(nèi)定標系統(tǒng)、方法及成像系統(tǒng)，實現(xiàn)了雙星kafmcwsar成像系統(tǒng)內(nèi)定標功能。

為了達到上述的目的，本發(fā)明提供一種雙星kafmcwsar內(nèi)定標系統(tǒng)，包括發(fā)射內(nèi)定標子系統(tǒng)和接收內(nèi)定標子系統(tǒng)，所述發(fā)射內(nèi)定標子系統(tǒng)和所述接收內(nèi)定標子系統(tǒng)分別安裝于兩顆衛(wèi)星平臺上；所述發(fā)射內(nèi)定標子系統(tǒng)包括發(fā)射頻率綜合器、t定標網(wǎng)絡、t定標器、第一高頻接收組件、第一中頻接收機、發(fā)射ka頻段輔助天線、t饋電網(wǎng)絡和t組件；所述發(fā)射頻率綜合器產(chǎn)生的定標信號依次流經(jīng)t饋電網(wǎng)絡、t組件、t定標網(wǎng)絡、t定標器、第一高頻接收組件和第一中頻接收機；所述發(fā)射ka頻段輔助天線與所述t定標器連接；所述接收內(nèi)定標子系統(tǒng)包括接收頻率綜合器、r定標器、功分器、第二中頻接收機和接收ka頻段輔助天線；所述接收內(nèi)定標子系統(tǒng)對每個接收通道均設置r定標網(wǎng)絡、第二高頻接收組件、r饋電網(wǎng)絡和r組件；所述接收頻率綜合器產(chǎn)生的定標信號經(jīng)r定標器、功分器后分成多路定標分信號，一路定標分信號對應一個接收通道，多路定標分信號分別輸送至各個接收通道的r定標網(wǎng)絡，每個接收通道，定標分信號依次流經(jīng)r定標網(wǎng)絡、r組件、r饋電網(wǎng)絡后由第二高頻接收組件接收，第二中頻接收機同時接收各接收通道第二高頻接收組件的輸出信號；所述接收ka頻段輔助天線與所述r定標器連接。

本發(fā)明提供的另一技術方案是一種雙星kafmcwsar內(nèi)定標方法，采用的內(nèi)定標系統(tǒng)包括發(fā)射內(nèi)定標子系統(tǒng)和接收內(nèi)定標子系統(tǒng)，所述發(fā)射內(nèi)定標子系統(tǒng)和所述接收內(nèi)定標子系統(tǒng)分別安裝于兩顆衛(wèi)星平臺上；所述發(fā)射內(nèi)定標子系統(tǒng)包括發(fā)射頻率綜合器、t定標網(wǎng)絡、t定標器、第一高頻接收組件、第一中頻接收機、發(fā)射ka頻段輔助天線、t饋電網(wǎng)絡和t組件；所述接收內(nèi)定標子系統(tǒng)包括接收頻率綜合器、r定標器、功分器、第二中頻接收機和接收ka頻段輔助天線；所述接收內(nèi)定標子系統(tǒng)對每個接收通道均設置r定標網(wǎng)絡、第二高頻接收組件、r饋電網(wǎng)絡和r組件；所述內(nèi)定標方法包括發(fā)射定標流程、接收定標流程和參考定標流程；所述發(fā)射定標流程包括：發(fā)射頻率綜合器產(chǎn)生的定標信號經(jīng)t饋電網(wǎng)絡后分成多路分信號，多路分信號分別進入各t組件，各t組件耦合口輸出的耦合信號經(jīng)t定標網(wǎng)絡合成后送至t定標器，第一高頻接收組件接收t定標器的輸出送至第一中頻接收機；所述接收定標流程包括：接收頻率綜合器產(chǎn)生的定標信號經(jīng)r定標器、功分器后分成多路定標分信號，多路定標分信號分別進入各接收通道的r定標網(wǎng)絡，定標分信號經(jīng)r定標網(wǎng)絡后分成多路分信號，多路分信號分別通過各r組件的耦合口輸入各r組件，各r組件輸出的信號經(jīng)r饋電網(wǎng)絡合成后由第二高頻接收組件接收，第二中頻接收機同時接收各接收通道第二高頻接收組件的輸出信號；所述參考定標流程包括：發(fā)射頻率綜合器產(chǎn)生的定標信號經(jīng)t定標器、發(fā)射ka頻段輔助天線、接收ka頻段輔助天線、r定標器、功分器后分成多路定標分信號，多路定標分信號分別進入各接收通道的r定標網(wǎng)絡，定標分信號經(jīng)r定標網(wǎng)絡后分成多路分信號，多路分信號分別通過各r組件的耦合口輸入各r組件，各r組件輸出的信號經(jīng)r饋電網(wǎng)絡合成后由第二高頻接收組件接收，第二中頻接收機同時接收各接收通道第二高頻接收組件的輸出信號。

上述雙星kafmcwsar內(nèi)定標方法，其中，參考定標流程獲得的參考定標參量h為：h＝h1+h2+h3-g空間傳輸，其中，h1＝gt-g星間#1，gt為發(fā)射有源相控陣天線增益，g星間#1為發(fā)射ka頻段輔助天線增益；h2＝gr-g星間#2，gr為接收有源相控陣天線增益，g星間#2為接收ka頻段輔助天線增益；h3＝g星間#1+pt+g空間傳輸+g星間#2+g收網(wǎng)，pt為總發(fā)射功率，g收網(wǎng)為接收通道的增益，g空間傳輸為接收星輔助天線到發(fā)射星輔助天線之間的空間傳輸損耗。

上述雙星kafmcwsar內(nèi)定標方法，其中，所述內(nèi)定標方法還包括單個t組件定標流程和單個r組件定標流程；所述單個t組件定標流程包括：發(fā)射頻率綜合器產(chǎn)生的定標信號經(jīng)t饋電網(wǎng)絡后分成多路分信號，波控逐次打開各個t組件，與打開的t組件對應的分信號進入該打開的t組件，該打開的t組件耦合口輸出的耦合信號經(jīng)t定標網(wǎng)絡送至t定標器，第一高頻接收組件接收t定標器的輸出送至第一中頻接收機；所述單個r組件定標流程包括：接收頻率綜合器產(chǎn)生的定標信號經(jīng)r定標器、功分器后分成多路定標分信號，多路定標分信號分別進入各接收通道的r定標網(wǎng)絡，定標分信號經(jīng)r定標網(wǎng)絡后分成多路分信號，波控逐次打開各個r組件，與打開的r組件相對應的分信號通過該打開的r組件的耦合口輸入該打開的r組件，該打開的r組件輸出的信號經(jīng)r饋電網(wǎng)絡后，由第二高頻接收組件接收送至第二中頻接收機。

上述雙星kafmcwsar內(nèi)定標方法，其中，所述發(fā)射定標流程中，所有t組件同時工作；所述接收定標流程中，所有r組件同時工作；所述單個t組件定標流程中，同時僅有一個t組件工作；所述單個r組件定標流程中，每個接收通道同時僅有一個r組件工作。

本發(fā)明提供的又一技術方案是一種雙星kafmcwsar成像系統(tǒng)，包括上述雙星kafmcwsar內(nèi)定標系統(tǒng)。

本發(fā)明的雙星kafmcwsar內(nèi)定標系統(tǒng)、方法及成像系統(tǒng)，解決了雙星kafmcwsar成像系統(tǒng)的內(nèi)定標鏈路難以構建的問題，可以實現(xiàn)高精度的系統(tǒng)內(nèi)定標，從而確保系統(tǒng)具備輻射定標的能力。

附圖說明

本發(fā)明的雙星kafmcwsar內(nèi)定標系統(tǒng)、方法及成像系統(tǒng)由以下的實施例及附圖給出。

圖1是本發(fā)明較佳實施例中發(fā)射內(nèi)定標子系統(tǒng)示意圖。

圖2是本發(fā)明較佳實施例中接收內(nèi)定標子系統(tǒng)示意圖。

具體實施方式

以下將結合圖1～圖2對本發(fā)明的雙星kafmcwsar內(nèi)定標系統(tǒng)、方法及成像系統(tǒng)作進一步的詳細描述。

本發(fā)明涉及的星載kafmcwsar成像系統(tǒng)包括發(fā)射分系統(tǒng)和接收分系統(tǒng)，所述發(fā)射分系統(tǒng)和接收分系統(tǒng)分別安裝于兩顆衛(wèi)星平臺上，所述兩顆衛(wèi)星平臺采用跟飛工作模式。所述發(fā)射分系統(tǒng)包括發(fā)射頻率綜合器和發(fā)射有源相控陣天線，所述發(fā)射有源相控陣天線包括t饋電網(wǎng)絡、t組件和發(fā)射輻射單元；所述接收分系統(tǒng)包括接收有源相控陣天線和中頻接收機，所述接收有源相控陣天線包括接收輻射單元、r組件和r饋電網(wǎng)絡；所述發(fā)射頻率綜合器產(chǎn)生的ka頻段線性調(diào)頻連續(xù)波信號(發(fā)射信號)放大后經(jīng)t饋電網(wǎng)絡、t組件、發(fā)射輻射單元向外輻射，經(jīng)目標反射后形成回波信號，回波信號經(jīng)接收輻射單元接收、r組件、r饋電網(wǎng)絡、下變頻變換，進入接收前端，到達中頻接收機，經(jīng)模數(shù)采樣后形成回波原始數(shù)據(jù)，用于成像處理。

本發(fā)明涉及的星載kafmcwsar成像系統(tǒng)采用收發(fā)分置體制，即發(fā)射鏈路、接收鏈路位于不同星體上。為實現(xiàn)雙星kafmcwsar成像系統(tǒng)的內(nèi)定標，本發(fā)明提供一種雙星kafmcwsar內(nèi)定標系統(tǒng)，包括發(fā)射內(nèi)定標子系統(tǒng)和接收內(nèi)定標子系統(tǒng)，所述發(fā)射內(nèi)定標子系統(tǒng)和所述接收內(nèi)定標子系統(tǒng)分別安裝于兩顆衛(wèi)星平臺上，所述兩顆衛(wèi)星平臺采用跟飛工作模式。

本發(fā)明較佳實施例中，雙星kafmcwsar成像系統(tǒng)包括一個發(fā)射通道和多個接收通道。

圖1所示為本發(fā)明較佳實施例中發(fā)射內(nèi)定標子系統(tǒng)示意圖。如圖1所示，所述發(fā)射內(nèi)定標子系統(tǒng)包括發(fā)射頻率綜合器101、發(fā)射有源相控陣天線、t定標網(wǎng)絡102、t定標器103、第一高頻接收組件104、第一中頻接收機105和發(fā)射ka頻段輔助天線106；所述發(fā)射有源相控陣天線包括t饋電網(wǎng)絡107、t組件108和發(fā)射輻射單元109。一個t組件108對應多個發(fā)射輻射單元109，發(fā)射通道包含一個t饋電網(wǎng)絡107、多個t組件108和多個發(fā)射輻射單元109，通過開關可控制僅一個t組件108工作，或發(fā)射通道所有t組件108同時工作。

所述發(fā)射頻率綜合器101產(chǎn)生定標信號并通過其rf口輸出該定標信號，所述發(fā)射頻率綜合器101輸出的定標信號經(jīng)所述t饋電網(wǎng)絡107后分成多路分信號，一路分信號對應一個t組件108，所述分信號通過t組件108的饋電口輸入t組件108并由t組件108的耦合口輸出至所述t定標網(wǎng)絡102，t組件108耦合口輸出的耦合信號經(jīng)所述t定標網(wǎng)絡102合成后送入所述t定標器103后由所述第一高頻接收組件104接收，與參考信號差拍混頻之后送至所述第一中頻接收機105，接收單元110接收所述第一中頻接收機105輸出的信號并通過發(fā)射對地數(shù)傳系統(tǒng)發(fā)送至地面進行后續(xù)信號處理。

所述發(fā)射頻率綜合器101、t饋電網(wǎng)絡107、t組件108和發(fā)射輻射單元109形成本雙星kafmcwsar成像系統(tǒng)的發(fā)射鏈路，作為發(fā)射鏈路，所述發(fā)射頻率綜合器101產(chǎn)生ka頻段線性調(diào)頻連續(xù)波信號(發(fā)射信號)。

圖2所示為本發(fā)明較佳實施例中接收內(nèi)定標子系統(tǒng)示意圖。如圖2所示，所述接收內(nèi)定標子系統(tǒng)包括接收頻率綜合器201、r定標器202、五功分器203、第二中頻接收機204、接收ka頻段輔助天線205、接收有源相控陣天線、r定標網(wǎng)絡和第二高頻接收組件；所述接收有源相控陣天線包括r饋電網(wǎng)絡、r組件和接收輻射單元；本實施例中，所述接收有源相控陣天線包含五個接收通道，對于每個接收通道，均設有一個r饋電網(wǎng)絡206、多個r組件207、多個接收輻射單元208、一個r定標網(wǎng)絡209和一個第二高頻接收組件210；通過開關可控制僅一個r組件207工作，或該接收通道所有r組件207同時工作。

所述接收頻率綜合器201產(chǎn)生的定標信號經(jīng)r定標器202、五功分器203后分成五路定標分信號，該五路定標分信號分別進入五個接收通道，以其中一個接收通道為例，所述定標分信號經(jīng)所述r定標網(wǎng)絡209后再次分成多路分信號，一路分信號對應一個r組件207，所述分信號通過r組件207的耦合口輸入所述r組件207，所述r組件207輸出的信號經(jīng)所述r饋電網(wǎng)絡206合成后由所述第二高頻接收組件210接收并送至所述第二中頻接收機204，所述第二中頻接收機204的輸出信號通過接收對地數(shù)傳系統(tǒng)發(fā)送至地面進行后續(xù)信號處理。所述第二中頻接收機204為多通道中頻接收機。

所述接收輻射單元、r組件、r饋電網(wǎng)絡、第二高頻接收組件210和第二中頻接收機204形成本雙星kafmcwsar成像系統(tǒng)的接收鏈路，作為接收鏈路，所述接收輻射單元接收目標反射的回波信號。

本實施例還提供一種雙星kafmcwsar內(nèi)定標方法，所述內(nèi)定標方法包括發(fā)射定標流程、接收定標流程和參考定標流程。

1)發(fā)射定標流程

發(fā)射頻率綜合器101產(chǎn)生的定標信號經(jīng)t饋電網(wǎng)絡107后分成多路分信號，所述多路分信號分別進入各t組件108，各t組件108耦合口輸出的耦合信號經(jīng)t定標網(wǎng)絡102合成后送至t定標器103，第一高頻接收組件104接收t定標器103的輸出送至第一中頻接收機105，所述第一中頻接收機105的輸出即是發(fā)射定標的原始數(shù)據(jù)；

發(fā)射定標流程中，發(fā)射通道所有t組件108同時工作(全t)；

2)接收定標流程

接收頻率綜合器201產(chǎn)生的定標信號經(jīng)r定標器202、五功分器203后分成五路定標分信號，該五路定標分信號分別進入五個接收通道，以其中一個接收通道為例，所述定標分信號經(jīng)r定標網(wǎng)絡209后分成多路分信號，所述多路分信號分別通過各r組件207的耦合口輸入各r組件207，各r組件207輸出的信號經(jīng)r饋電網(wǎng)絡206合成后由第二高頻接收組件210接收并送至第二中頻接收機204；所述第二中頻接收機204的輸出即是接收定標的原始數(shù)據(jù)；

接收定標流程中，對每個接收通道，所有r組件207同時工作(全r)，第二中頻接收機204對五個接收通道同時接收；

3)參考定標流程

結合圖1和圖2，發(fā)射頻率綜合器101產(chǎn)生的定標信號經(jīng)t定標器103、發(fā)射ka頻段輔助天線106、接收ka頻段輔助天線205、r定標器202、五功分器203后分成五路定標分信號，該五路定標分信號分別進入五個接收通道，以其中一個接收通道為例，所述定標分信號經(jīng)r定標網(wǎng)絡209后分成多路分信號，所述多路分信號分別通過各r組件207的耦合口輸入各r組件207，各r組件207輸出的信號經(jīng)r饋電網(wǎng)絡206合成后由第二高頻接收組件210接收并送至第二中頻接收機204；，所述第二中頻接收機204的輸出即是參考定標的原始數(shù)據(jù)；

參考定標流程中，對每個接收通道，所有r組件207同時工作，第二中頻接收機204對五個接收通道同時采樣；

參考定標參量h＝h1+h2+h3-g空間傳輸

其中，h1為發(fā)射有源相控陣天線與發(fā)射ka頻段輔助天線106的增益差，h1＝gt-g星間#1，gt為發(fā)射有源相控陣天線增益，g星間#1為發(fā)射ka頻段輔助天線增益，該g星間#1包含t組件耦合器、t定標網(wǎng)絡的損耗；h2為接收有源相控陣天線與接收ka頻段輔助天線206的增益差，h2＝gr-g星間#2，gr為接收有源相控陣天線增益，g星間#2為接收ka頻段輔助天線增益，該g星間#2包含r組件耦合器、r定標網(wǎng)絡的損耗；h3為在軌參考定標時，第二中頻接收機204收到的電平，h3＝g星間#1+pt+g空間傳輸+g星間#2+g收網(wǎng)，pt為總發(fā)射功率，g收網(wǎng)為接收通道的增益，該g收網(wǎng)包括r組件、r饋電網(wǎng)絡及第二中頻接收機的增益，g空間傳輸為接收星輔助天線到發(fā)射星輔助天線之間的空間傳輸損耗。

所述內(nèi)定標方法還包括單個t組件定標流程和單個r組件定標流程。

4)單個t組件定標流程

發(fā)射頻率綜合器101產(chǎn)生的定標信號經(jīng)t饋電網(wǎng)絡107后分成多路分信號，波控逐次打開各個t組件108，與打開的t組件108對應的分信號進入該打開的t組件108，該打開的t組件108耦合口輸出的耦合信號經(jīng)t定標網(wǎng)絡102送至t定標器103，第一高頻接收組件104接收t定標器103的輸出送至第一中頻接收機105，此時，第一中頻接收機105的輸出即是該打開的t組件108定標的原始數(shù)據(jù)；

單個t組件定標流程中，同時只有一個t組件工作(單t)；單個t組件定標流程可用于檢測t組件實效情況；

5)單個r組件定標流程

接收頻率綜合器201產(chǎn)生的定標信號經(jīng)r定標器202、五功分器203后分成五路定標分信號，該五路定標分信號分別進入五個接收通道，以其中一個接收通道為例，所述定標分信號經(jīng)r定標網(wǎng)絡209后分成多路分信號，波控逐次打開各個r組件207，與打開的r組件207相對應的分信號通過該打開的r組件207的耦合口輸入該打開的r組件207，該打開的r組件207輸出的信號經(jīng)r饋電網(wǎng)絡206后，由第三高頻接收組件210接收送至第二中頻接收機204；此時，所述第二中頻接收機204的輸出即是該打開的r組件207定標的原始數(shù)據(jù)；

單個r組件定標流程中，同時只有一個r組件工作(單r)；單個r組件定標流程可用于檢測r組件實效情況。

本實施例提供的雙星kafmcwsar成像系統(tǒng)，包括本實施例的雙星kafmcwsar內(nèi)定標系統(tǒng)。