[发明专利]光学与雷达共孔径复合成像系统及方法

说明书

本发明涉及航天遥感技术，具体涉及一种光学与雷达共孔径复合成像系统及方法，以解决目前在遥感卫星的光学成像中，雷达和光学成像系统的体积大、质量重且合成图像分辨低的问题。本发明所采用的技术方案为：一种光学与雷达共孔径复合成像系统，包括收发单元、分光分频单元、相控阵雷达收发系统和后光学成像系统；收发单元包括主反射镜合成孔径雷达天线和次反射镜合成孔径雷达天线；分光分频单元为透光反射微波分光分频器件；相控阵雷达收发系统和后光学成像系统分别设置在透光反射微波分光分频器件的微波反射路线和光学透射路线上。本发明还提供了光学与雷达共孔径复合成像方法。

技术领域

本发明涉及航天遥感技术，具体涉及一种光学与雷达共孔径复合成像系统及方法。

背景技术

利用卫星平台对地实现高分辨率成像遥感可以使土地利用、城市规划、环境监测等民用领域获得更便利、更详细的数据来源。目前遥感卫星的光学成像已经具备较高的分辨率水平，但光学成像易受光照条件及天气影响，且无法给出距离信息，而合成孔径雷达具备测距、全天时全天候的工作能力，但是分辨率相对较低。

现有遥感卫星光学成像中，雷达和光学成像系统分别独立安装在遥感卫星中，雷达和光学成像系统空间体积庞大，自身具有较大重量，受到卫星平台安装体积限制，不利于遥感卫星的长时间运行，且雷达和光学成像系统同步探测时，图像误差大，导致合成得到的图像分辨率较低。

发明内容

本发明在于解决现有遥感卫星光学成像中，雷达和光学成像系统的体积大、质量重且合成图像分辨率较低的问题，而提供一种光学与雷达共孔径复合成像系统及方法。

本发明所采用的技术方案为：一种光学与雷达共孔径复合成像系统，其特殊之处在于，包括收发单元、分光分频单元、相控阵雷达收发系统和后光学成像系统；

所述收发单元包括主反射镜合成孔径雷达天线和次反射镜合成孔径雷达天线；

所述分光分频单元为透光反射微波分光分频器件；

所述相控阵雷达收发系统发出的微波信号依次经透光反射微波分光分频器件、次反射镜合成孔径雷达天线、主反射镜合成孔径雷达天线的反射后，发送至地面；

所述主反射镜合成孔径雷达天线将微波散射信号及地面被动光学波段收集并依次反射至次反射镜合成孔径雷达天线、透光反射微波分光分频器件；

所述相控阵雷达收发系统设置在透光反射微波分光分频器件的微波反射路线上；

所述后光学成像系统设置在透光反射微波分光分频器件的光学透射路线上。

进一步地，所述主反射镜合成孔径雷达天线的反射镜面为抛物面，反射镜面的口径为2m～5m，曲率半径为4.6m-10m；反射镜面的镜胚表面设置有50μm-100μm镍合金层。

进一步地，所述次反射镜合成孔径雷达天线的反射镜面为抛物面，反射镜面口径为0.5m～0.6m，曲率半径为1.5m～1.8m；反射镜面的镜胚表面设置有10μm-50μm镍合金层。

进一步地，所述后光学成像系统包括离轴三反消像差镜组和光学探测器，所述离轴三反消像差镜组用于将透光反射微波分光分频器件的透射光学波段反射汇聚至光学探测器上。

进一步地，所述相控阵雷达收发系统包括相控阵微波馈源、接收机及发射机，相控阵微波馈源用于产生的微波，接收机和发射机分别用于接收和发射微波信号。

进一步地，所述透光反射微波分光分频器件包括玻璃板和设置在玻璃板面上的金属丝网格，所述金属丝宽度为0～5μm，金属网格间距小于微波波长的1/20；所述金属丝刻蚀在玻璃板面上。

进一步地，所述玻璃板的基底材料为融石英玻璃，口径为0.75m～1.2m；所述金属丝网格为正交二维金属网格，金属丝网格的材料选用为金或铜。