[发明专利]一种多极化SAR载荷内定标模式设计及数据分析方法

说明书

本发明涉及一种多极化SAR载荷内定标模式设计及数据分析方法，包括步骤如下：步骤一、设计多极化SAR卫星内定标模式及信号通路；多极化SAR卫星内定标模式包括噪声定标、全阵面定标以及单T/R通道定标；步骤二、基于设定的内定标模式及信号通路进行内定标数据的记录及下传；步骤三、分析内定标数据，从内定标数据中计算系统增益、获取天线方向图、构造收发通道的参考函数、获取收发通道的延时、噪声功率。本发明中多极化SAR卫星通过定标模式及信号通路的设计可以覆盖整个收发链路，通过定标数据可以得到系统真实的线性调频信号、系统增益标定、天线方向图及增益监测。

技术领域

本发明属于微波遥感卫星领域，具体涉及一种多极化SAR载荷内定标模式设计及数据分析方法。

背景技术

SAR定标技术是实现SAR定量遥感的关键技术。定标的目的是测量出影响SAR成像质量的各种不确定因素，在数据处理过程中去除其影响，建立图像强度与地物后向散射系数的精确关系。按照定标过程的不同，定标分为内定标和外定标。内定标是利用系统内部设备将定标信号注入到雷达数据流中，描述雷达系统性能的过程。外定标是使用地面信号来描述合成孔径雷达系统性能的过程。SAR系统通常将内定标技术和外定标技术结合起来使用：每经过一段时间利用有参照目标的观测区域对系统进行一次外定标，其间采用内定标技术监测系统性能的变化。

现有的内定标方法主要针对单通道、单极化系统进行设计，不具备多通道、多极化SAR载荷定标能力；此外现有方法通过内定标数据不能对SAR载荷分系统工作状态是否正常进行判断，且不具备方向图测试能力，需通过近场天线阵面真实发射接收来进行天线方向图的测量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有SAR载荷内定标方法的不足，提出一种多极化SAR载荷内定标模式设计及数据分析方法，多极化SAR卫星通过定标模式及信号通路的设计可以覆盖整个收发链路，通过定标数据可以得到系统真实的线性调频信号、系统增益标定、天线方向图及增益监测。

本发明所采用的技术方案是：一种多极化SAR载荷内定标模式设计及数据分析方法，包括步骤如下：

步骤一、设计多极化SAR卫星内定标模式及信号通路；

多极化SAR卫星内定标模式包括噪声定标、全阵面定标以及单T/R通道定标；

噪声定标模式下，天线不发射信号，天线接收外部噪声信号，噪声定标数据为天线不发射信号条件下的系统噪声和干扰信号，包括：系统热噪声、工作频段内地面的背景散射信号和干扰信号；噪声信号的处理方法是基于统计分析和频谱分析的方法；在没有地面同频段内干扰信号条件下，噪声定标信号的来源是系统热噪声；通过统计分析的方法，计算出噪声信号的能量和分布特性并计算出系统的噪声电平；在轨测试阶段利用噪声信号计算出系统的等效噪声散射系数；

全阵面定标模式下天线的所有T/R通道都处于工作状态，置于法向波束；全阵面定标模式分为全阵面发射定标、全阵面接收定标和全阵面收发定标，由定时信号控制极化、收发状态切换；全阵面收发定标回路：调频信号源产生调频信号，经驱动放大器至天线，天线发射信号由定标耦合器输出定标信号，经天线定标网络传输至内定标器，信号延时后经天线定标网络馈入H极化TR与V极化TR输入端，然后经天线接收通道送至舱内电子设备接收通道；

单T/R通道定标模式下，天线根据指令采用当前工作波位码，单T/R通道定标模式下定标T/R通道对应的延迟放大组件处于收或发状态，其它延迟放大组件处于负载态；在定时信号的控制下，波束控制器控制T/R通道的逐个切换，最终完成所有T/R通道的定标；通过单T/R通道定标模式获得每个T/R通道的幅度、相位信息，用于判断T/R通道工作是否正常，通过计算生成近似天线距离向、方位向方向图，用于分析天线波位控制情况；

步骤二、基于设定的内定标模式及信号通路进行内定标数据的记录及下传；

内定标数据获取过程如下：