一种方位向多波束合成孔径雷达及其实现方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种方位向多波束SAR及其实现方法和装置，所述方法包括：确定出满足第一条件的方位向通道数，以及满足第二条件的天线尺寸；确定出满足第三条件以及第四条件的PRF；基于满足第三条件以及第四条件的脉冲重复频率，获取方位向多波束SAR的波位信息；基于方位向多波束SAR的波位信息，计算方位向多波束SAR的关键参数；当方位向多波束SAR的关键参数满足预设指标时，确定方位向多波束SAR的通道数为满足第一条件的方位向通道数、方位向多波束SAR的天线尺寸为满足第二条件的天线尺寸、以及所述方位向多波束SAR的PRF为满足第三条件以及第四条件的PRF。采用本发明的技术方案，能够合理的设计出方位向多波束SAR的各关键参数，从而有效地设计出方位向多波束SAR。
【专利说明】一种方位向多波束合成孔径雷达及其实现方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及合成孔径雷达(SAR, Synthetic Aperture Radar)中的方位向多波束技术，尤其涉及一种方位向多波束SAR及其实现方法和装置。
【背景技术】
[0002]传统的SAR由于受脉冲重复频率(PRF,Pulse Recurrence Frequency)的制约，方位向分辨率和成像幅宽这两个重要指标相互矛盾。方位向多波束SAR是解决这一矛盾的关键技术。方位向多波束SAR和普通SAR主要存在的设计难点在于天线的设计和方位向通道数的选择，以及新的波位设计和关键技术指标的计算。如何合理地设计上述关键参数是方位向多波束SAR能否实现的关键，因此，如何有效设计方位向多波束SAR是目前亟待解决的问题。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明实施例的主要目的在于提供一种方位向多波束SAR及其实现方法和装置，能够合理的设计出方位向多波束SAR的各关键参数，从而有效地设计出方位向多波束SAR。
[0004]为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的:
[0005]一种方位向多波束SAR的实现方法，所述方法包括:
[0006]确定出满足第一条件的所述方位向多波束SAR的方位向通道数，以及满足第二条件的天线尺寸；所述第一条件与所述第二条件均用于限定所述方位向多波束SAR在方位向足采样以及采样的均匀性；
[0007]确定出满足第三条件以及第四条件的PRF ;所述第三条件用于限定所述方位向多波束SAR的发射脉冲不落入回波接收窗；所述第四条件用于限定所述方位向多波束SAR的星下点回波干扰不落入回波接收窗；
[0008]基于所述满足第三条件以及第四条件的脉冲重复频率，获取所述方位向多波束SAR的波位信息；
[0009]基于所述方位向多波束SAR的波位信息，计算所述方位向多波束SAR的关键参数；所述关键参数包括以下信息至少之一:方位向模糊度、距离向模糊度以及系统灵敏度；
[0010]确定出所述方位向多波束SAR的关键参数满足预设指标时，确定所述方位向多波束SAR的通道数为所述满足第一条件的方位向通道数、所述方位向多波束SAR的天线尺寸为满足第二条件的天线尺寸、以及所述方位向多波束SAR的PRF为满足第三条件以及第四条件的PRF。
[0011]优选地，所述确定出满足第一条件的所述方位向多波束SAR的方位向通道数，以及满足第二条件的天线尺寸，包括:
[0012]根据以下公式确定出满足第一条件的所述方位向多波束SAR的方位向通道数:
[0013]NXPRFmin ^ Bd[0014]其中，N为方位向通道数，PRFmin为最小脉冲重复频率，Bd为多普勒带宽；
[0015]根据以下公式确定出满足第二条件的天线尺寸:
[0016]
【权利要求】
1.一种方位向多波束合成孔径雷达SAR的实现方法，其特征在于，所述方法包括: 确定出满足第一条件的所述方位向多波束SAR的方位向通道数，以及满足第二条件的天线尺寸；所述第一条件与所述第二条件均用于限定所述方位向多波束SAR在方位向足采样以及采样的均匀性； 确定出满足第三条件以及第四条件的脉冲重复频率PRF ;所述第三条件用于限定所述方位向多波束SAR的发射脉冲不落入回波接收窗；所述第四条件用于限定所述方位向多波束SAR的星下点回波干扰不落入回波接收窗； 基于所述满足第三条件以及第四条件的脉冲重复频率，获取所述方位向多波束SAR的波位信息； 基于所述方位向多波束SAR的波位信息，计算所述方位向多波束SAR的关键参数；所述关键参数包括以下信息至少之一:方位向模糊度、距离向模糊度以及系统灵敏度； 确定出所述方位向多波束SAR的关键参数满足预设指标时，确定所述方位向多波束SAR的通道数为所述满足第一条件的方位向通道数、所述方位向多波束SAR的天线尺寸为满足第二条件的天线尺寸、以及所述方位向多波束SAR的PRF为满足第三条件以及第四条件的PRF。
2.根据权利要求1所述的方位向多波束SAR的实现方法，其特征在于，所述确定出满足第一条件的所述方位向多波束SAR的方位向通道数，以及满足第二条件的天线尺寸，包括: 根据以下公式确定出满足第一条件的所述方位向多波束SAR的方位向通道数: NXPRFmin ^ Bd 其中，N为方位向通道数，PRFmin为最小脉冲重复频率，Bd为多普勒带宽； 根据以下公式确定出满足第二条件的天线尺寸:
IxV PRF.< -~^ < PRF
mm 一 j 一max
La 其中，La为天线长度，PRFmin和PRFmax分别为最小和最大脉冲重复频率，Vs为所述方位向多波束SAR所处的飞行平台的飞行速度。
3.根据权利要求1所述的方位向多波束SAR的实现方法，其特征在于，所述确定出满足第三条件以及第四条件的脉冲重复频率PRF，包括: 根据以下公式确定出满足第三条件以及第四条件的PRF: ---< PRF <-—-1RJc-Tp-Tpl2Rfic + T+Tpt -J--< PRF <-七」-1R /c-Τ -Tpt-1H/c~ -2Rfic + Tp+Tpt-2H/c 其中，Tp为发射脉宽，Tpt为保护脉宽，1^和Rf分别为近端和远端斜距，c为光速。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方位向多波束SAR的实现方法，其特征在于，所述基于所述方位向多波束SAR的波位信息，计算所述方位向多波束SAR的关键参数，包括: 根据以下公式计算所述方位向多波束SAR的系统灵敏度:
5.一种方位向多波束SAR的实现装置，其特征在于，所述装置包括:第一确定单元、第二确定单元、获取单元、计算单元以及第三确定单元；其中， 所述第一确定单元，用于确定出满足第一条件的所述方位向多波束SAR的方位向通道数，以及满足第二条件的天线尺寸；所述第一条件与所述第二条件均用于限定所述方位向多波束SAR在方位向足采样以及采样的均匀性； 所述第二确定单元，用于确定出满足第三条件以及第四条件的PRF;所述第三条件用于限定所述方位向多波束SAR的发射脉冲不落入回波接收窗；所述第四条件用于限定所述方位向多波束SAR的星下点回波干扰不落入回波接收窗； 所述获取单元，用于基于所述满足第三条件以及第四条件的脉冲重复频率，获取所述方位向多波束SAR的波位信息； 所述计算单元，用于基于所述方位向多波束SAR的波位信息，计算所述方位向多波束SAR的关键参数；所述关键参数包括以下信息至少之一:方位向模糊度、距离向模糊度以及系统灵敏度； 所述第三确定单元，用于确定出所述方位向多波束SAR的关键参数满足预设指标时，确定所述方位向多波束SAR的通道数为所述满足第一条件的方位向通道数、所述方位向多波束SAR的天线尺寸为满足第二条件的天线尺寸、以及所述方位向多波束SAR的PRF为满足第三条件以及第四条件的PRF。
6.根据权利要求5所述的方位向多波束SAR的实现装置，其特征在于，所述第一确定单元，还用于根据以下公式确定出满足第一条件的所述方位向多波束SAR的方位向通道数:
NXPRFmin ^ Bd 其中，N为方位向通道数，PRFmin为最小脉冲重复频率，Bd为多普勒带宽；根据以下公式确定出满足第二条件的天线尺寸:
7.根据权利要求5所述的方位向多波束SAR的实现装置，其特征在于，所述第二确定单元，还用于根据以下公式确定出满足第三条件以及第四条件的PRF:
8.根据权利要求5至7任一项所述的方位向多波束SAR的实现装置，其特征在于，所述计算单元，还用于根据以下公式计算所述方位向多波束SAR的系统灵敏度:
9.一种方位向多波束SAR，其特征在于， 所述方位向多波束SAR的方位向通道数满足第一条件；所述方位向多波束SAR的天线尺寸满足第二条件；所述第一条件与所述第二条件均用于限定所述方位向多波束SAR在方位向足采样以及采样的均匀性； 所述方位向多波束SAR的PRF满足第三条件以及第四条件；所述第三条件用于限定所述方位向多波束SAR的发射脉冲不落入回波接收窗；所述第四条件用于限定所述方位向多波束SAR的星下点回波干扰不落入回波接收窗； 所述方位向多波束SAR的关键参数满足预设指标；所述关键参数包括以下信息至少之一:方位向模糊度、距离向模糊度以及系统灵敏度。
10.根据权利要求9所述的方位向多波束SAR，其特征在于，所述方位向多波束SAR的方位向通道数满足第一条件；所述方位向多波束SAR的天线尺寸满足第二条件，为: 所述方位向多波束SAR的方位向通道数满足以下公式:
NXPRFmin ^ Bd 其中，N为方位向通道数，PRFmin为最小脉冲重复频率，Bd为多普勒带宽； 所述方位向多波束SAR的天线尺寸满足以下公式:
11.根据权利要求9或10所述的方位向多波束SAR，其特征在于，所述方位向多波束SAR的PRF满足第三条件以及第四条件，为: 所述方位向多波束SAR的PRF满足以下公式:
【文档编号】G01S13/90GK103576153SQ201310597350
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年11月22日 优先权日:2013年11月22日
【发明者】郭磊, 王宇, 邓云凯, 罗秀莲, 王伟 申请人:中国科学院电子学研究所