[发明专利]一种适用于全极化SAR系统的波束控制装置和方法

说明书

本发明提出一种适用于全极化SAR系统的波束控制装置和方法，包括：SAR系统监控计算机，连接到波束控制器，所述的波束控制器连接到数据存储器，以及波控单元；所述的波束控制器采用FPGA实现，所述的数据存储器采用FLASH存储器；所述波束控制器FPGA用于计算并发送全阵波控数据至波控单元，波控单元作为数据接口电路将收到的波控数据分发输出，控制T/R组件，同时将天线遥测数据送回波束控制器。本发明的波束控制器装置适合全极化SAR系统，可以实时在轨进行调整。

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，尤其是一种适用于全极化SAR系统的波束控制装置和方法。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)是一种二维高分辨率成像雷达。传统的SAR图像处理，仅仅利用了SAR获取的幅度信息，比如变化监测、目标检测等，随着人们在利用遥感对地观测时追求信息的“贪婪”，极化SAR（Polarimetric SyntheticAperture Radar，PolSAR）中越来越成为研究和应用的重点。电磁波发射分为水平波（H）和垂直波（V），接收也分为水平波（H）和垂直波（V）。极化SAR应用了目标对入射极化波的改变，利用多种极化方式交替发射接收雷达信号，通过天线发射和接收互相垂直的两种极化信号分量，获取目标回波的散射矩阵，挖掘其中内在的信息，因而能提供更完整的目标散射信息，反映更多更全面的地物特性。

目前大多数的SAR系统都采用数字阵列天线，波束控制器是SAR系统的重要组成部分，它的主要功能是根据SAR不同的工作模式以数字式移相器实现SAR天线的波束扫描与控制。常见的单极化SAR系统通常是由一个波束控制器控制一套由单极化T/R（H极化或V极化）组件组成的天线，而全极化SAR系统是由一个波束控制器控制一套由T/R（H极化）组件和T/R（V极化）组件组成的天线，完成HH、VV、HV、VH这四种极化方式。

相对于常见的SAR系统采用单极化（HH或者VV），全极化SAR系统采用HH、VV、HV、VH这四种极化方式，可以测量目标的全部极化散射特性，获取丰富的目标信息，相对来说实现也更复杂。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种适合全极化SAR系统的波束控制装置和方法，选取FPGA作为波束控制器的核心处理器，FLASH作为数据存储介质，主要功能是根据全极化SAR系统不同的工作模式及极化方式通过数字移相器来实现天线的波束扫描与控制。

本发明的技术方案为：一种适用于全极化SAR系统的波束控制装置，包括：

SAR系统监控计算机，连接到波束控制器，所述的波束控制器连接到数据存储器，以及波控单元；所述的波束控制器采用FPGA实现，所述的数据存储器采用FLASH存储器；

所述波束控制器FPGA用于计算并发送全阵波控数据至波控单元，波控单元作为数据接口电路将收到的波控数据分发输出，控制T/R组件，同时将天线遥测数据送回波束控制器。

有益效果：

（1）本发明的波束控制器装置适合全极化SAR系统，能够实现HH、VV、HV、VH这四种极化方式。本发明的波束控制器装置适合全极化SAR系统，可以实时在轨进行调整；

（2）本发明通过FLASH可以根据实际情况，重新上载H极化基态补偿码δ₁和H极化基态补偿码δ₂、以及所有TR组件的开关矩阵，方便在轨实时做出调整。

附图说明

图1为全极化工作方式；

图2为全极化SAR系统波束控制网络图；

图3为天线的坐标位置；

图4 为成像坐标系定义；

图5为波束控制装置组成框图；