[发明专利]一种星载合成孔径雷达四极化方法

权利要求书

1.一种星载合成孔径雷达四极化方法，其特征在于，合成孔径雷达以脉冲重复周期为间隔，交替发射水平极化和垂直极化电磁波，且发射水平极化时，线性调频信号采用正调频斜率，发射垂直极化时，线性调频信号采用负调频斜率；雷达天线同时接收两种极化的地物回波，从而获得目标的四极化(HH/VH/HV/VV)散射矩阵，以抑制极化时分工作方式的距离模糊。

2.如权利要求1所述的星载合成孔径雷达四极化方法，其特征在于，所述获得目标的四极化(HH/VH/HV/VV)散射矩阵，具体实施方式有两种：

方式一：全孔径发射、左右子孔径分别接收，配置单极化T/R组件：

天线全孔径交替发射H极化、正斜率与V极化、负斜率的线性调频信号，左右两子孔径分别以不同极化方式接收地物回波；

方式二：全孔径发射、全孔径同时接收，配置双极化T/R组件：

天线全孔径交替发射H极化、正斜率与V极化、负斜率的线性调频信号，全孔径H极化与V极化同时接收地物回波，经双极化T/R组件将不同极化的回波数据分别汇入相应接收通道。

3.如权利要求1所述的星载合成孔径雷达四极化方法，其特征在于，所述抑制极化时分工作方式的距离模糊，经过仿真计算，在仿真参数为：线性调频信号脉宽20μs，信号带宽10MHz时：

A)线性调频信号回波匹配滤波后输出幅度最大值为22dB，与理论时带积23dB相吻合，其中，1dB的误差是由于线性调频信号频谱的菲涅尔纹波引起的带外能量损失，仿真分辨率为15.15m，与理论值15m相符；

B)线性调频信号回波非匹配滤波后输出幅度近似为线性调频斜率下降为原来的一半时域宽度为40μs，为原来的2倍；

对点目标的距离模糊具有抑制作用。

4.如权利要求1所述的星载合成孔径雷达四极化方法，其特征在于，其中，星载合成孔径雷达距离模糊的计算，包括：

A)点目标距离模糊度：

RASR=SaS0=SaiS0,i≠0]]>

成像区某点回波功率：S0=PtG02λ2σ0(λR0DacTp2sinθ0)(4π)3R04Ls]]>

其中，P_t为雷达发射峰值功率，G₀为天线增益，λ为波长，σ⁰为分布目标后向散射系数，R₀为目标斜距，D_a为天线宽度，c为光速，T_p为脉冲宽度，θ₀为目标入射角，L_s为系统损耗；

其中：

a)同极化模糊信号功率：

如果模糊点目标位于奇数模糊区，交叉极化模糊信号经非匹配滤波抑制K_y倍，模糊信号回波功率表达式为：

Sai=1KKyPtGai2λ2σ(θai)(4π)3Rai4Ls,]]>i为奇数

如果模糊点目标位于偶数模糊区，模糊信号回波功率表达式为：

Sai=PtGai2λ2σ(θai)(4π)3Rai4Ls,]]>i为偶数

b)交叉极化信号功率：

如果模糊点目标位于奇数模糊区，较强的同极化模糊信号经非匹配滤波抑制K_y倍，模糊信号回波功率表达式为：

Sai=KKyPtGai2λ2σ(θai)(4π)3Rai4Ls,]]>i为奇数

如果模糊点目标位于偶数模糊区，模糊信号回波功率表达式为：

Sai=PtGai2λ2σ(θai)(4π)3Rai4Ls,]]>i为偶数

其中，G_ai为模糊区天线增益，λ为波长，σ为模糊点目标后向散射系数，R_ai为模糊目标斜距，θ_ai为模糊点目标入射角，L_s为系统损耗，K_y＝2TB为调频斜率失配功率衰减系数；K为同极化与交叉极化回波功率之比，通常取6dB～10dB；

B)分布目标距离模糊度：

整个成像带内距离模糊度RASR的计算表达式为：

RASR=Sa/S0=Σi=-Ni≠0NSai/S0]]>

式中N为模糊区数目；非模糊区成像点回波功率为在距离模糊计算时，去掉常数项，表示为：

S0=G02σ0(θ0)R03sin(θ0)]]>

其中G₀为天线增益，λ为波长，σ⁰为分布目标后向散射系数，R₀为目标斜距，θ₀为目标入射角。