[发明专利]一种全极化多输入多输出合成孔径雷达（FP-MIMO-SAR）的极化校准方法

说明书

本发明公开了一种全极化多输入多输出合成孔径雷达(FP‑MIMO‑SAR)极化校准方法，该方法采用可旋转双天线有源极化校准器(RODAPARC)和标准金属圆柱体作为极化校准体，并通过以下两个步骤实现极化校准：首先利用RODAPARC双站极化散射矩阵(PSM)和有源极化校准器全极化(PARC‑FP)雷达极化校准模型，对FP‑MIMO‑SAR中N组收发通道、每通道4种极化组合进行有源极化校准，获得N组极化校准参数；然后利用标准金属圆柱定标体进行无源极化校准，对N组极化校准参数进行优化，实现雷达系统的辐射定标、串扰和通道不平衡校准。

技术领域

本发明涉及多输入多输出(MIMO)雷达技术领域，特别涉及一种全极化多输入多输出合成孔径雷达(FP-MIMO-SAR)的极化校准方法。

背景技术

MIMO技术最早被应用在通信系统中，以克服多径效应，后引入到雷达领域，提出基于 MIMO技术的新体制雷达(参见文献[1]Bliss D W,Forsythe K W,Hero AO,et al.Environmental issues for MIMO capacity[J].IEEE Transactions on SignalProcessing,Vol.50,No. 9,pp:2128-2142,2002.)。为解决合成孔径雷达(SAR)系统面临的新需求，又将MIMO技术引入到合成孔径雷达系统(参见文献[2]Ender J H G.MIMO-SAR[C]//Proc.ofInt.Radar Symp. (IRS).Cologne,Germany:[s.n.]:pp:580-588,2007.)，提出了MIMO-SAR。利用MIMO技术获得多个等效SAR通道，来突破传统单通道SAR系统的技术局限，通过一次照射便可对目标进行成像(参见文献[3]Y.Z.Liu,X.J.Xu,and G.Y.Xu.MIMOradar calibration and imagery for near-field target scattering diagnosis[J].IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems,Vol.54,No.1,pp: 442-452,2018.)。

将全极化(FP)引入MIMO-SAR系统构成的FP-MIMO-SAR不仅可以对被测目标进行快速的高分辨率成像，还可以获得其极化散射矩阵。现有文献中几乎没有提及到 FP-MIMO-SAR系统。由于FP雷达系统至少具有4个收发通道(HH、HV、VH和VV)，各通道间出现的耦合(串扰)以及各通道增益不稳定带来的幅相振荡(通道不平衡)现象都会使得系统接收到的极化信号产生畸变，因此研究FP雷达系统的极化校准问题具有重要的意义。