[发明专利]扫描模式下多模态小卫星SAR的系统参数设计及发射功率优化方法

说明书

本发明公开了扫描模式下多模态小卫星SAR的系统参数设计及发射功率优化方法，系统参数设计方法，用于为扫描模式下的系统模拟提供天线尺寸、信号带宽、脉冲重复频率、扫描波位数、波位位置等系统工作参数。发射功率优化方法充分利用风速高、风向适宜情况下海面微波散射强的特点降低发射功率，从而提高多模态小卫星SAR工作于SAR模态时的每轨开机时间。给出了扫描模式下的系统参数设计结果、常规功率下的海洋场景模拟结果、功率优化后的海洋场景模拟结果。结果表明，当采用所设计出的系统参数进行系统模拟时，取得了较好的海洋场景成像结果。仿真结果还验证了当海面风速较高、风向适宜时，使用降低后的发射功率依然可获取较好的海洋场景成像结果。

技术领域

本发明涉及多模态小卫星SAR领域，具体涉及扫描模式下多模态小卫星 SAR的系统参数设计及发射功率优化方法。

背景技术

多模态小卫星SAR(Synthetic Aperture Radar，合成孔径雷达)是一种新体制的雷达系统。它充分利用相控阵天线波束扫描灵活、可产生多波束的特点和软件可重构技术，将SAR、高度计、散射计、波谱仪等遥感器的功能集于一身，通过接收地面站的遥控指令使遥感器分时工作于SAR、高度计、散射计、波谱仪等不同模态下。当应用于海洋场景时，SAR模态在海上目标探测方面具有明显的优势，高度计模态在测量海面高度方面精度较高，散射计模态擅长于对海面风场信息进行高精度反演，波谱仪模态在反演海浪谱、提取海浪参数方面具有独特的优势。由于各种工作模态都各具优势，因此上述新体制雷达可兼顾对海洋目标和海洋动力环境的高精度测量，具有良好的发展前景。另外，可在多模态小卫星SAR上安装激光通信终端，使多颗卫星间相互通信，从而实现多颗多模态小卫星SAR的多基地同步观测、组网观测。

多模态小卫星SAR作为一种新体制雷达，利用计算机系统对其进行模拟是开展前期研究的重要手段。本发明关注多模态小卫星SAR工作在扫描成像模式时对海洋场景的成像模拟及发射功率优化。当对SAR系统进行成像模拟时，首先应确定SAR系统的天线尺寸、信号带宽、脉冲重复频率、扫描波位数、波位位置等系统工作参数。由于平台体积和载重量等方面的限制，在确定多模态小卫星SAR的系统工作参数时并不能直接使用传统星载SAR的参数，需进行专门的设计。当得到多模态小卫星SAR系统工作参数的设计结果后，可进一步开展海洋场景的成像模拟工作。由于发射功率、功耗等因素的限制，星载SAR的每轨开机时间通常只有若干分钟，多模态小卫星SAR工作于SAR模态时的开机时间则更短。对于多模态小卫星SAR这种新体制雷达，当其工作于散射计模态时可高精度地获取照射海域的风向、风速信息，并将这些信息传输给与其进行同步观测的其它小卫星。当所获取的风速较高、风向适宜时，此时所照射海域的微波散射强度将较强，这种情况下可对小卫星SAR的发射功率进行优化，从而增加多模态小卫星SAR工作于SAR模态时的开机时间。