[发明专利]一种机载SAR聚束工作模式自适应系统及观测区域判定方法

权利要求书

1.一种机载SAR聚束工作模式自适应系统，包括三坐标雷达(1)、天线(2)、SAR雷达接收机(3)六自由度自适应平台(4)、上位机(5)、下位机(6)，其特征在于所述天线(2)包括反射面(7)、天线座(8)、背架(9)、馈电系统(10)；所述背架(9)与反射面(7)背部贴合，并用螺栓连接锁紧固定，所述馈电系统(10)与天线座(8)连接，特征是：天线座(8)与六自由度自适应平台(4)连接，下位机(6)控制六自由度自适应平台(4)带动天线(2)进行方位向和/或俯仰向的调整。

2.根据权利要求1所述的一种机载SAR聚束工作模式自适应系统，其特征在于所述天线座(8)与六自由度自适应平台(4)卡接或者栓接，天线座(8)在六自由度自适应平台(4)联动下可以做方位向角度参数和/或俯仰向角度参数的随动变化。

3.根据权利要求1所述的一种机载SAR聚束工作模式自适应系统，其特征在于所述SAR雷达接收机(3)包括接收机保护器(11)、低噪声高频放大器(12)、混频器(13)、本机振荡器(14)、中频放大器(15)、检波器(16)和视频放大器(17)，接收机保护器(11)通过收发开关接收天线(1)采集到的高频信号，经过低噪声高频放大器(12)后再送到混频器(13)，混频器(13)与本机振荡器(14)产生的等幅高频电压混频，将信号频率降为中频(IF)，并传至中频放大器(15)对中频脉冲信号进行放大和匹配滤波，以获得最大的输出信噪比，最后经过检波器(16)和视频放大器(17)视频放大后送至下位机(6)。

4.根据权利要求1所述的一种机载SAR聚束工作模式自适应系统，其特征在于所述的六自由度自适应平台(4)包括：底座(18)、安装座(19)上支撑架(20)、下支撑架(21)、电动缸(22)，供电单元(23)，所述电动缸(22)的上部与安装座(19)铰接，下部与安装座(18)铰接，所述安装座(19)与天线座(7)连接。

5.根据权利要求1所述的一种机载SAR聚束工作模式自适应系统，其特征在于所述的六自由度自适应平台(4)上包括互相垂直安置的两个电子角度仪(20)，可以检测六自由度自适应平台(4)在稳态时与预设角度的误差，并给出修正控制信号。

6.根据权利要求1所述的一种机载SAR聚束工作模式自适应系统，其特征在于所述的六自由度自适应平台(4)上包括互相垂直安置的两个电子水平仪(21)，可以检测六自由度自适应平台(4)在天线座(8)初始安装时的水平零度角误差，并给出误差补偿控制信号。

7.根据权利要求1所述的一种机载SAR聚束工作模式自适应系统，其特征在于所述的三坐标雷达(1)和六自由度自适应平台(4)上包括北斗模块(22)和/或GNSS模块(23)，用于采集三坐标雷达(1)和六自由度自适应平台(4)的经纬度信息。

8.一种用于上述机载SAR聚束工作模式自适应系统的观测区域判定方法，通过检测自适应系统接收到的机载SAR信号特征值，来判断机载SAR是否开机，且是否处于聚束工作模式，并判定观测区域，包括以下实施步骤：

步骤1：将三坐标雷达(1)和SAR雷达接收机(3)的经纬度信息输入上位机(5)；

步骤2：通过三坐标雷达(1)对空域进行观测，如果发现有来向机载平台，则将采集到的高度信息、速度信息、方向信息传递给上位机(5)；

步骤3：通过上位机(5)的计算得到某时刻SAR机载平台的位置h，SAR机载平台相对于自适应系统的俯仰角参数和方位角参数φ，SAR机载平台最大临空观测时间窗口[t₀,t_g]；

步骤4：将机载平台相对于自适应系统的俯仰角参数和方位角参数φ输入下位机(5)并转换为电控信号传输给电动缸(22)，使天线指向临空机载SAR；

步骤5：判断自适应系统是否采集到信号，如果没有采集到信号，转至步骤2；如果采集到信号，转至步骤6；

步骤6：判断采集到的信号是否为线性调频信号，如果不是线性调频信号，转至步骤2；如果是线性调频信号，转至步骤7；

步骤7：设定开机脉冲带宽判断阈值δ_τ1，信号带宽开机判断阈值δ_B1；

步骤7.1：判断采集的脉冲宽度τ是否满足开机脉冲带宽判断阈值δ_τ1设定，即满足式(1)，

τ≥δ_τ1 (1)

步骤7.2：判断采集的信号带宽B与信号带宽开机判断阈值设定，即满足式(2)，

B≥δ_B1 (2)

如果式(1)、(2)都成立则，转至步骤8，否则转至步骤2；

步骤8：设P_{r max}为采集到的瞬时最大信号强度，P_{r min}为接收机灵敏度；

步骤8.1：如果自适应系统在SAR机载平台最大临空观测时间窗口[t₀,t_g]内采集到的瞬时最大信号强度P_{r max}满足式(3)：

P_{r max}＜P_{r min}+30 (3)

则认为，临空机载SAR的主瓣未曾到达过自适应系统所在地面区域，转至步骤2；

步骤8.2：如果自适应系统在SAR机载平台最大临空观测时间窗口[t₀,t_g]内采集到的瞬时最大信号强度P_{r max}满足式(4)：

P_{r max}≥P_{r min}+30 (4)

则认为，临空机载SAR的主瓣到达了自适应系统所在地面区域，转至步骤9；

步骤9：设定机载SAR工作模式判断条件，包括瞬时信号强度P_r持续时间判断阈值δ_Δt，聚束工作模式信号带宽判断阈值δ_B2，聚束工作模式脉冲带宽判断阈值δ_τ2；

步骤9.1：判断瞬时信号强度P_r与接收机灵敏度P_{r min}是否满足式(5)，

P_r≥P_{r min}+30 (5)

步骤9.2：判断瞬时信号强度P_r持续时间Δt是否满足判断阈值δ_Δt，即满足式(5)，

Δt≥δ_Δt (6)

步骤9.3：判断采集的脉冲宽度τ是否满足聚束工作模式脉冲带宽判断阈值δ_τ2，即满足式(6)：

τ≥δ_τ1 (7)

步骤9.4：判断采集带宽B是否满足聚束工作模式信号带宽δ_B2，即满足式(8)：

B≥δ_B2 (8)

如果式(5)-(8)都成立，且信号重复周期、脉冲宽度和信号带宽无明显变化，则判定处于聚束工作模式转至步骤10，否则转至步骤2；

步骤10，设定条带模式下的观测区域半径r_g，则识别的观测区域S为：以自适应系统为中心，半径为r_g的区域，满足式(9)，

S＝πr_g² (9)

输出观测区域S，并转回步骤2。