[发明专利]一种宽幅全极化星载SAR的极化回波分离方法

权利要求书

1.一种宽幅全极化星载SAR的极化回波分离方法，所述极化回波为一个脉冲重复间隔内依次发射的H极化脉冲与V极化脉冲相应的回波，这两种回波在回波接收窗内从不同的视角位置同时返回至接收机，从而在时域上混叠；其特征在于：所述分离方法的步骤如下：

（1）对平面相控阵天线俯仰向上各个接收通道内所接收到的回波依次进行低噪声放大、下变频以及ADC采样处理，将原始回波对应的高频模拟信号变为低频数字信号；

（2）利用所述H极化脉冲与V极化脉冲的实时波达矢量v₁与v₂分别对步骤（1）所获得的低频数字信号进行加权处理，其中俯仰向第k个接收通道的低频数字信号分别被v₁与v₂的第k个元素w_1k与w_2k加权，k为正整数，且k∈[1,N_e],N_e为接收通道的个数；

（3）将俯仰向各个接收通道中两路经不同权值v₁与v₂加权的信号进行相应的FIR滤波处理；

（4）各个接收通道输出的经过加权矢量v₁以及FIR滤波器处理的信号矢量进行累加合成输出，生成一路信号；各个接收通道输出的经过加权矢量v₂以及FIR滤波器处理的信号矢量进行累加合成输出，生成另一路信号；

（5）通过第一组加权矢量对步骤（4）得到的两路信号进行加权合成输出，得到在一个完整的脉冲发射期间第一个发射的H极化脉冲的回波信号；

（6）通过第二组加权矢量对步骤（4）得到的两路信号进行加权合成输出，得到在一个完整的脉冲发射期间第二个发射的V极化脉冲的回波信号。

2.根据权利要求1所述的一种宽幅全极化星载SAR的极化回波分离方法，其特征在于：所述步骤（2）中的两个依次发射的所述H极化脉冲与V极化脉冲的波达矢量v₁与v₂是时变的，其表达式分别为与波达矢量中的第k个元素可表示为

Wik=exp{j2πλ(k-1)d·sin[θi(τ)]}(i=1,2),]]>i=1时代表H极化脉冲，i=2时代表V极化脉冲；

其中λ为波长、d为俯仰向接收通道间隔、θ_i(τ)为H极化脉冲(i=1)或者V极化脉冲(i=2)的回波在τ时刻对应的波达角，其计算方式按如下步骤进行：

（a）通过公式R(τ)=c·τ/2计算在τ时刻H极化脉冲的回波所对应的瞬时斜距R；其中c为光速；V极化脉冲回波的斜距可表示为R'(τ)=c·(τ-T)/2，其中T为两个极化脉冲间的发射间隔；

（b）根据步骤（a）中计算得到的瞬时斜距R(τ)，根据公式

求解出H极化脉冲回波的瞬时星下点视角α(τ)，其中R_e为地球半径，H为卫星轨道高度；

（c）根据天线俯仰向法向星下点视角α_c以及步骤（b）中计算得到的瞬时回波星下点视角α(τ)，利用公式θ(τ)=α(τ)-α_c求得回波相应的波达角。