一种全极化旋转微变监测雷达成像方法和雷达系统技术方案

技术编号:21032095 阅读:20 留言:0更新日期:2019-05-04 04:39
本发明专利技术提供了一种雷达成像方法和雷达系统。所述雷达系统包括旋转机构,所述旋转机构安装有发射天线和接收天线,所述雷达成像方法包括:通过控制所述旋转机构进行旋转,通过所述接收天线接收在所述旋转机构处于多个不同角度的情况下的散射回波,其中,所述散射回波为通过所述发射天线发射的发射波经由检测区域散射而形成,所述检测区域与所述旋转机构的轴线的距离大于所述旋转机构的旋转半径;根据所述散射回波进行成像。本申请实施例的雷达成像方法和雷达系统能够首先通过控制所述旋转机构进行旋转,通过所述接收天线接收在所述旋转机构处于多个不同角度的情况下的散射回波,然后根据散射回波进行成像,从而在保证检测精度的同时实现了更大的监测范围。

A Radar Imaging Method and Radar System for Fully Polarized Rotating Microvariability Monitoring

The invention provides a radar imaging method and a radar system. The radar system includes a rotating mechanism, which is equipped with a transmitting antenna and a receiving antenna. The radar imaging method includes: rotating the rotating mechanism by controlling the rotating mechanism, receiving scattered echoes from the rotating mechanism at different angles through the receiving antenna, in which the scattered echoes are transmitted through the transmitting antenna. The wave is formed by scattering of the detection area, the distance between the detection area and the axis of the rotating mechanism is larger than the rotating radius of the rotating mechanism, and the imaging is performed according to the scattering echo. The radar imaging method and the radar system of the embodiment of the present application can first rotate by controlling the rotating mechanism, receive scattered echoes from the rotating mechanism at different angles through the receiving antenna, and then image according to the scattered echoes, thus achieving a larger monitoring range while ensuring the detection accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种全极化旋转微变监测雷达成像方法和雷达系统
本专利技术涉及微波遥感领域,特别涉及一种极化旋转微变监测雷达成像方法和雷达系统。
技术介绍
滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害严重威胁着人民的生命财产安全,所以针对易发生灾害地区形变的持续监测预警对于灾害的预防具有重要意义。目前,主流的形变监测方式为以微波作为探测手段的地基微变监测雷达,其在边坡岩体及土体的位移、沉降、滑坡、倾斜或建筑物、构筑物及其地基等形变监测预警方面具有重大的应用潜力。目前,国内外现有的微变监测雷达系统的实现方式主要是通过轨道运动来合成长孔径天线。通过轨道运动来合成长孔径天线的微变监测雷达系统主要有欧盟综合研究中心(JRC)研制LISA系统、意大利IDS公司的IBIS—L系统、荷兰FASTGBSAR系统,雷达天线在线性轨道做线性往复运动来合成长孔径天线,从而实现方位向的高分辨率,利用雷达主机发射信号实现距离向的分辨率,至此获得了被监测范围的二维图像,然后将目标区域的扫描监测结果与之前获得的扫描监测数据进行比较,最终提取出形变信息。但是在大监测范围的场景下,该方式仍有改进的空间。申请内容本申请提供了一种全极化旋转微变监测雷达成像方法和雷达系统,能够在保证检测精度的同时实现大监测范围。为了解决上述技术问题,本申请实施例提供了一种全极化旋转微变监测雷达成像方法,由雷达系统执行,其特征在于,所述雷达系统包括旋转机构,所述旋转机构安装有发射天线和接收天线,所述方法包括:通过控制所述旋转机构进行旋转,通过所述接收天线接收在所述旋转机构处于多个不同角度的情况下的散射回波,其中,所述散射回波为通过所述发射天线发射的发射波经由检测区域散射而形成,所述监测区域与所述旋转机构的轴线的距离大于所述旋转机构的旋转半径;根据所述散射回波进行成像。作为优选,所述控制所述旋转机构进行旋转,包括:每次以预定旋转角度控制所述旋转机构进行旋转,所述预定旋转角度与所述发射天线或所述接收天线在其随所述旋转机构旋转的轨迹的切线的方向相对于所述监测区域与所述旋转机构的中心连线的方向之间的角度负相关。作为优选,所述预定旋转角度满足如下公式:θ1=COS(θ2)*π/N+π/100N,其中θ2指示所述发射天线或所述接收天线在其随所述旋转机构旋转的轨迹的切线的方向相对于所述监测区域与所述旋转机构的中心连线的方向之间的角度,N为正整数。作为优选,所述发射天线为双极化发射天线,所述接收天线为双极化接收天线,所述发射波包括水平极化波和垂直极化波,所述散射回波包括水平极化散射回波和垂直极化散射回波,所述根据所述散射回波进行成像,包括:根据所述水平极化波和所述垂直极化波、以及所述水平极化散射回波和所述垂直极化散射回波分别形成的四个通道,生成脉冲信号,进行成像。本专利技术实施例同时提供一种全极化旋转微变监测雷达系统,其特征在于,包括:旋转机构,所述旋转机构安装有发射天线和接收天线;成像装置,包括:旋转模块,接收模块,通过所述旋转模块控制所述旋转机构进行旋转,通过所述双极化接收天线接收在所述旋转机构处于多个不同角度的情况下的散射回波,其中,所述散射回波为通过所述双极化发射天线发射的发射波经由监测区域散射而形成,所述监测区域与所述旋转机构的轴线的距离大于所述旋转机构的旋转半径;成像模块,根据所述散射回波进行成像。作为优选,所述旋转模块具体用于:每次以预定旋转角度控制所述旋转机构进行旋转,所述预定旋转角度与所述发射天线或所述接收天线在其随所述旋转机构旋转的轨迹的切线的方向相对于所述监测区域与所述旋转机构的中心连线的方向之间的角度负相关。作为优选,所述预定旋转角度满足如下公式:θ1=COS(θ2)*π/N+π/100N,其中θ2指示所述发射天线或所述接收天线在其随所述旋转机构旋转的轨迹的切线的方向相对于所述监测区域与所述旋转机构的中心连线的方向之间的角度,N为正整数。作为优选,所述发射天线为双极化发射天线,所述接收天线为双极化接收天线,所述发射波包括水平极化波和垂直极化波,所述散射回波包括水平极化散射回波和垂直极化散射回波,所述成像模块具体用于:根据所述水平极化波和所述垂直极化波、以及所述水平极化散射回波和所述垂直极化散射回波分别形成的四个通道,生成脉冲信号,进行成像。作为优选,所述控制所述旋转机构进行旋转,包括:以多个周期控制所述旋转机构进行旋转,所述成像装置还包括图像处理模块,根据所述多个周期中的每个周期进行成像所形成的对应的多个雷达图像生成干涉图。作为优选,所述发射天线为双极化发射天线,所述接收天线为双极化接收天线,所述发射波包括水平极化波和垂直极化波,所述散射回波包括水平极化散射回波和垂直极化散射回波;所述成像模块具体用于将所述散射回波以四个通道进行成像;所述图像处理还用于根据所述干涉图生成形变图。基于上述实施例的公开可以获知,本申请实施例的全极化旋转微变监测雷达成像方法和雷达系统能够首先通过控制所述旋转机构进行旋转,通过所述接收天线接收在所述旋转机构处于多个不同角度的情况下的散射回波,然后根据散射回波进行成像,从而在保证检测精度的同时实现了更大的监测范围。附图说明图1为根据本专利技术的一个实施例的雷达成像方法的示意性流程图。图2为根据本专利技术的另一实施例的雷达系统的示意性框图。图3为根据本专利技术的另一实施例的雷达系统的示意性框图。图4为根据本专利技术的另一实施例的雷达成像方法的示意性流程图。图5为根据本专利技术的另一实施例的雷达系统的成像坐标系。具体实施方式下面,结合附图对本申请的具体实施例进行详细的描述,但不作为本申请的限定。应理解的是,可以对此处公开的实施例做出各种修改。因此,下述说明书不应该视为限制,而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本公开的范围和精神内的其他修改。包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例,并且与上面给出的对本公开的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本公开的原理。通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述,本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。还应当理解,尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述,但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式,它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。当结合附图时,鉴于以下详细说明,本公开的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。此后参照附图描述本公开的具体实施例;然而,应当理解,所公开的实施例仅仅是本公开的实例,其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本公开模糊不清。因此,本文所公开的具体的结构性和功能性细节并非意在限定,而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本公开。本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”,其均可指代根据本公开的相同或不同实施例中的一个或多个。下面,结合附图详细的说明本申请实施例。首先,将描述本专利技术的实施例的雷达系统的一种框架。雷达主机系统雷达主机系统01是微变监测极化雷达的核心部件,主要完成大带宽电磁波信号快速收发。它主要包括雷达信号源模块011、发射机模块012本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种雷达成像方法,由雷达系统执行,其特征在于,所述雷达系统包括旋转机构,所述旋转机构安装有发射天线和接收天线,所述方法包括:通过控制所述旋转机构进行旋转,通过所述接收天线接收在所述旋转机构处于多个不同角度的情况下的散射回波,其中,所述散射回波为通过所述发射天线发射的发射波经由检测区域散射而形成,所述检测区域与所述旋转机构的轴线的距离大于所述旋转机构的旋转半径;根据所述散射回波进行成像。

【技术特征摘要】
2018.12.29 CN 20181163808651.一种雷达成像方法,由雷达系统执行,其特征在于,所述雷达系统包括旋转机构,所述旋转机构安装有发射天线和接收天线,所述方法包括:通过控制所述旋转机构进行旋转,通过所述接收天线接收在所述旋转机构处于多个不同角度的情况下的散射回波,其中,所述散射回波为通过所述发射天线发射的发射波经由检测区域散射而形成,所述检测区域与所述旋转机构的轴线的距离大于所述旋转机构的旋转半径;根据所述散射回波进行成像。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述控制所述旋转机构进行旋转,包括:每次以预定旋转角度控制所述旋转机构进行旋转,所述预定旋转角度与所述发射天线或所述接收天线在其随所述旋转机构旋转的轨迹的切线的方向相对于所述检测区域与所述旋转机构的中心连线的方向之间的角度负相关。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述预定旋转角度满足如下公式:θ1=COS(θ2)*π/N+π/100N,其中θ2指示所述发射天线或所述接收天线在其随所述旋转机构旋转的轨迹的切线的方向相对于所述检测区域与所述旋转机构的中心连线的方向之间的角度,N为正整数。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述发射天线为双极化发射天线,所述接收天线为双极化接收天线,所述发射波包括水平极化波和垂直极化波,所述散射回波包括水平极化散射回波和垂直极化散射回波,所述根据所述散射回波进行成像,包括:根据所述水平极化波和所述垂直极化波、以及所述水平极化散射回波和所述垂直极化散射回波分别形成的四个通道,生成脉冲信号,进行成像。5.一种雷达系统,其特征在于,包括:旋转机构,所述旋转机构安装有发射天线和接收天线;成像装置,包括:旋转模块,接收模块,通过所述旋转模块控制所述旋转机构进行旋转,通过所述接收天线接收在所述旋转机构处于多个...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄平平谭维贤徐伟杜欣齐麟张振华
申请(专利权)人:内蒙古工业大学
类型:发明
国别省市:内蒙古,15

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