一种干涉合成孔径雷达系统相位内定标方法

本发明属于合成孔径雷达（sar）内定标，具体涉及一种干涉合成孔径雷达系统相位内定标方法，特别适用于提高星载干涉sar系统相位内定标回路的稳定性和相位定标精度。

背景技术：

1、干涉sar系统通过对覆盖同一地区的两幅雷达图像进行干涉处理，提取同一像素点的相位差，进而得到地形高程信息。

2、理想情况下，要求干涉相位差中仅包含地形起伏引入的相位变化，而不包含sar有效载荷收发通道传输相位的变化。实际sar系统在工作过程中，由于环境温度等外界条件的变化、或者设备老化等因素的影响，系统增益和传输相位都会发生变化。这些变化直接反映在雷达记录的回波信号幅度和相位上，干涉处理后会引入干涉相位误差，影响干涉sar系统的测高精度。

3、常规星载sar系统的内定标主要用来对系统本身（除天线辐射阵面外）的幅度变化进行标定。而干涉sar测量主要利用相位信息，系统的相位变化会引入干涉测量误差。此时，内定标的目的就不仅仅是标定系统本身（除天线辐射阵面外）的幅度变化，还必须能够实现对系统本身（除天线辐射阵面外）引入的相位误差进行实时动态监测和标定。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明公开一种干涉合成孔径雷达系统相位内定标方法，除可以完成常规sar系统的幅度内定标外，还可以对sar系统进行相位内定标，并且有效提高系统内定标回路的相位稳定性和相位定标精度，减小干涉sar系统的相位误差，提高系统干涉测高精度。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种干涉合成孔径雷达系统相位内定标方法，包括如下步骤：

4、步骤1、设计内定标器中内定标回路，使得参考定标回路覆盖全阵面发射定标回路与全阵面接收定标回路之和，减小能覆盖的残留路径，从而减小引入的残余相位误差；所述内定标回路包括单组件发射定标回路、单组件接收定标回路、参考定标回路、全阵面发射定标回路和全阵面接收定标回路；

5、步骤2、针对干涉合成孔径雷达系统的相位同步链路设计相位同步定标回路，实现对干涉合成孔径雷达系统的相位同步链路引入的相位误差的标定；

6、步骤3、将内定标器内部形成的各种内定标回路的一系列微波开关进行集成化设计，从而形成开关模块，缩短各种内定标回路的物理长度，提高内定标回路传输相位随温度变化的稳定性；

7、步骤4、在内定标器的单组件发射定标回路和单组件接收定标回路设置有源放大器，参考定标回路、全阵面发射定标回路与全阵面接收定标回路不使用有源放大器；

8、步骤5、在内定标器内部各电路模块之间、以及内定标器与各单机之间采用稳相高频电缆进行互连，改善内定标回路的相位稳定性；

9、步骤6、控制内定标器和定标电缆的工作温度；

10、步骤7、对内定标回路的稳定性进行补偿。

11、进一步地，所述步骤1包括：在内定标器中，将参考定标回路的“调频信号源端口→开关sw1→第一衰减→开关sw2”段与全阵面接收定标回路重合，参考定标回路的“开关sw4→第二衰减→雷达接收机端口”段与全阵面发射定标回路重合，只有“开关sw3”的参考定标回路没有被通过，为残余无法校正部分。

12、进一步地，所述步骤2包括：设计相位同步发射定标回路和相位同步接收定标回路，对相位同步链路的发射通道和接收通道进行标定。

13、进一步地，所述步骤6包括：由卫星热控保证将内定标器的单机的在轨工作温度范围控制在-5℃～+5℃的温度范围内，并对定标电缆采取多层包覆。

14、进一步地，所述步骤7包括：在地面测试获取内定标器和定标电缆以及天线子系统定标网络的功率合成端到内定标器之间定标电缆的传输幅相随温度的变化关系曲线，卫星在轨工作时测量内定标器和定标电缆的工作温度并打包到辅助数据下传，地面数据处理时对内定标器和定标电缆的传输幅相进行补偿，从而进一步减小内定标回路本身引入的定标误差。

15、有益效果：

16、常规sar系统只进行幅度内定标，不关心系统相位变化情况。干涉sar系统需要使用相位信息，以前的内定标方法没有具体阐述提高相位内定标精度的内容。本发明通过内定标器中回路的特别设计、集成化设计、不使用有源放大器等方法，使得内定标器的定标回路相位更加稳定、引入的相位误差尽可能小。

17、本发明还采用稳相高频电缆、控制内定标器和定标回路高频电缆的工作温度范围、相位-温度曲线测试补偿等方法来提高sar系统内定标回路本身的相位稳定性。

18、本发明针对分布式干涉sar系统的相位同步链路，设计了相位同步定标回路，可以实现对干涉sar系统相位同步链路引入相位误差的标定。

技术特征：

1.一种干涉合成孔径雷达系统相位内定标方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种干涉合成孔径雷达系统相位内定标方法，其特征在于，所述步骤1包括：在内定标器中，将参考定标回路的“调频信号源端口→开关sw1→第一衰减→开关sw2”段与全阵面接收定标回路重合，参考定标回路的“开关sw4→第二衰减→雷达接收机端口”段与全阵面发射定标回路重合，只有“开关sw3”的参考定标回路没有被通过，为残余无法校正部分。

3.根据权利要求1所述的一种干涉合成孔径雷达系统相位内定标方法，其特征在于，所述步骤2包括：设计相位同步发射定标回路和相位同步接收定标回路，对相位同步链路的发射通道和接收通道进行标定。

4.根据权利要求1所述的一种干涉合成孔径雷达系统相位内定标方法，其特征在于，所述步骤6包括：由卫星热控保证将内定标器的单机的在轨工作温度范围控制在-5℃～+5℃的温度范围内，并对定标电缆采取多层包覆。

5.根据权利要求1所述的一种干涉合成孔径雷达系统相位内定标方法，其特征在于，所述步骤7包括：在地面测试获取内定标器和定标电缆以及天线子系统定标网络的功率合成端到内定标器之间定标电缆的传输幅相随温度的变化关系曲线，卫星在轨工作时测量内定标器和定标电缆的工作温度并打包到辅助数据下传，地面数据处理时对内定标器和定标电缆的传输幅相进行补偿，从而进一步减小内定标回路本身引入的定标误差。

技术总结
本发明提供一种干涉合成孔径雷达系统相位内定标方法，包括：使可能引入的残余相位误差尽可能小；针对干涉SAR系统的相位同步链路，设计相位同步定标回路，可以实现对干涉SAR系统相位同步链路引入相位误差的标定；进行集成化设计；尽量避免有源放大环节的使用；采用稳相高频电缆；控制内定标器和定标电缆的工作温度；对内定标回路本身稳定性进行补偿。本发明通过内定标器中回路的特别设计、集成化设计、不使用有源放大器等方法，使得内定标器的定标回路相位更加稳定、引入的相位误差尽可能小。

技术研发人员：杨震,李世强,韩毅飞,姚思康,禹卫东
受保护的技术使用者：中国科学院空天信息创新研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14