[发明专利]一种星载多通道天线SAR数据通道幅相误差校正平台

说明书

技术领域

本发明属于信号处理领域，涉及一种信号处理平台，特别涉及一种星载多通道天线SAR数据通道幅相误差校正平台。

背景技术

合成孔径雷达(SAR)卫星近些年来发展迅速，由于SAR卫星不受天气、地理、时间等因素的限制，能够对地进行全天时的观测，且具有一定的穿透力，因而被广泛的应用于军事侦察、资源探测、海洋观测、生态监测等方面。

目前星载SAR正朝着多极化、多波段、高分辨率宽测绘带等方向发展。其中，高分辨率宽测绘带是当前星载SAR技术的重要发展方向之一。对于常规的星载SAR条带模式，高方位分辨率和宽观测带之间是一种矛盾的关系，要实现宽观测带，则要牺牲方位向的空间分辨率；而要实现方位向高分辨率，则是以牺牲观测带宽度为代价。为了解决传统星载SAR体制所面临的上述矛盾关系，可以采用基于多通道天线技术的新体制星载SAR系统工作模式，利用空间采样与时间采样的时空等效性原理，同时实现高空间分辨率和宽观测带宽度。图1和图2给出了星载条带SAR和星载多通道天线SAR工作模式。

如图1所示，在常规的星载条带SAR模式下，SAR发射一个线性调频脉冲后，经过若干脉冲重复周期的时间，线性调频脉冲经地面散射后形成回波信号返回SAR天线，经雷达接收通道接收后，完成一次脉冲信号的发射和接收。

如图2所示，以3个通道接收为例(即星载SAR系统具有三个接收通道)，星载多通道天线SAR工作模式下，在接收雷达回波信号的时候采用了3个接收通道同时接收。卫星发射一个线性调频脉冲后，历经若干脉冲重复周期的时间，经地面散射后形成回波信号返回SAR天线。此时，星载SAR的3个接收通道同时对回波信号进行接收，当满足偏置相位中心天线(Displacement Phase Centre Antenna，DPCA)条件时，利用空间采样与时间采样的时空等效性原理，可等效为将脉冲重复频率提高了3倍，从而可以在保证方位向分辨率的同时，实现宽观测带。

与常规的星载条带SAR工作模式不同，在星载多通道天线SAR进行数据接收时，雷达回波信号是通过不同的接收通道同时进行接收的。但是，实际中由于工艺水平的限制，每一个接收通道的幅度和相位特性是不相同的，并且它们随着环境温度、信号功率等因素发生变化，从而造成不同通道对信号的相位延时和幅度加权特性的不同，引起数据通道的幅度和相位特性不一致误差(简称幅相误差)，进而导致在成像处理后生成的雷达图像的方位向上，出现成对回波虚假目标，导致主瓣峰值能量下降，空间分辨率变差，积分旁瓣比和峰值旁瓣比指标恶化。

发明内容

本发明提供了一种星载多通道天线SAR数据通道幅相误差校正平台。本平台利用接收通道幅相定标数据的信息，通过选取一个通道的幅相特性作为标准，其它通道的幅相特性和它进行除法运算，得到其它通道的幅相特性和选做标准通道的幅相特性之间的比值结果，补偿在多通道天线SAR特有的工作模式下，不同接收通道之间幅相特性的差异，使得它们具有同样的幅度和相位特性，同时利用检验反馈模块验证幅相误差校正的效果，将结果反馈到幅相定标模块，幅相定标模块根据反馈信息决定是否重新进行幅相误差定标。本发明可以有效的消除由于接收通道幅相不一致性所造成的方位向上虚假目标的出现，从而提高图像的可读性，具有重要的工程实用价值。

本发明提供了一种星载多通道天线SAR数据通道幅相误差校正平台，其特征在于，包括幅相定标模块、中间模块、幅相校正模块和检验反馈模块。幅相定标模块将各接收通道的幅相定标数据传递给中间模块；中间模块接收数据后，经过快速傅立叶变换后及一系列除法后，将所得的结果寄存器中的数据输出到幅相校正器模块中，再与多通道天线接收到的各接收通道中的数据在幅相校正器模块中进行幅相校正处理，输出幅相特性一致的数据；检验反馈模块将幅相特性一致的数据保存到二维存储器后，对幅相误差校正后的结果进行检验，根据检验的结果对幅相定标模块进行反馈。

幅相定标模块由信号发生器、可变衰减器、n组天线T/R组件、n组低噪声放大器和n组数传设备组成，n为正整数。信号发生器生成标准调频信号，通过可变衰减器进行信号衰减，然后衰减后的信号进入各天线T/R组件后，经过相应的各低噪声放大器进行发大，再通过相应的各数传设备完成信号的记录，并将记录的数据传递给中间模块。