一种基于合成孔径雷达系统的信号收发方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于合成孔径雷达系统的信号收发方法，包括如下步骤：确定雷达系统的实际脉冲重复频率；根据所述实际脉冲重复频率确定接收天线中各接收子孔径的相位中心间距的调整方式，并对各所述接收子孔径的相位中心间距进行调整，以获得当前工作的接收天线；利用所述当前工作的接收天线中各接收子孔径的各接收阵元接收由发射天线发射的、经过反射后的回波信号。本发明专利技术通过调整接收天线中各接收子孔径的相位中心间距，来调整脉冲重复频率的理想值，使其尽可能等于实际脉冲重复频率，并通过在每一次发射脉冲时调整发射相位中心位置，由此克服了由于脉冲重复频率取值问题引起的非均匀采样问题，能够获得均匀的采样信号，进而提高成像质量。

A signal receiving and transmitting method based on SAR system

【技术实现步骤摘要】
一种基于合成孔径雷达系统的信号收发方法
本专利技术涉及微波遥感
，特别涉及一种基于合成孔径雷达系统的信号收发方法。
技术介绍
合成孔径雷达(SAR)是一种具有全天时、全天候对地观测能力的主动式微波遥感设备，被广泛应用于国土测量、地形测绘、资源勘探、环境及灾害监视、海洋监测、农作物普查、政府公共决策、战场侦查等重要领域。现代空间对地观测任务对SAR系统的分辨率和测绘带宽度提出了越来越高的要求，但是由于系统固有的约束，传统单通道SAR系统无法同时获得高的分辨率和宽测绘带的SAR图像。而采用方位多通道SAR系统是实现高分辨率宽测绘带对地观测的有效途径。工作于偏置相位中心模式的方位多通道合成孔径雷达在发射端采用部分孔径(或全孔径展宽)产生一个宽发射波束，接收端采用沿方位向线性排列的多个相位中心进行接收，成倍地增加了采样点数，有效地克服了单通道SAR系统分辨率和测绘带宽度之间的矛盾，实现了高分辨率宽测绘带成像。然而在传统的偏置相位中心方位多通道SAR系统中，发射孔径和各个接收子孔径的相位中心位置是固定不变的，理想PRF的值也是固定不变的。只有当系统的PRF取固定的理想值时，才能在方位向获得均匀采样。而实际系统PRF的取值往往造成方位向等效采样点的非均匀分布，导致在成像结果中出现方位向虚假目标，严重降低成像质量，故需要引入重建滤波器对信号重建，但是重建滤波器并不适用于非带限信号，并且会造成系统方位模糊度和信噪比损失的提高，因此现有的合成雷达系统无法获得均匀的采样信号。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种基于合成孔径雷达系统的信号收发方法，用于解决现有技术中无法获得均匀的采样信号的问题。为了解决上述技术问题，本申请的实施例采用了如下技术方案：一种种基于合成孔径雷达系统的信号收发方法，包括如下步骤：确定雷达系统的实际脉冲重复频率；根据所述实际脉冲重复频率确定接收天线中各接收子孔径的相位中心间距的调整方式，并对各所述接收子孔径的相位中心间距进行调整，以获得当前工作的接收天线；根据所述实际脉冲重复频率确定是否要调整发射相位中心位置，如果需要则根据所述实际脉冲重复频率确定发射相位中心位置的调整方式，并对所述发射相位中心位置进行调整，以获得当前工作的发射天线；利用所述当前工作的发射天线发射信号，并利用所述当前工作的接收天线中各接收子孔径的各接收阵元接收由发射天线发射的、经过反射后的回波信号。可选的，所述确定雷达系统的实际脉冲重复频率包括：确定接收天线子孔径的个数、平台高度、方位向过采样率以及多普勒带宽；基于所述天线子孔径的个数、平台高度、方位向过采样率以及多普勒带宽计算获得所述实际脉冲重复频率。可选的，所述根据所述实际脉冲重复频率确定接收天线中各接收子孔径的相位中心间距的调整方式，具体包括：确定接收天线中各接收子孔径的初始相位中心间距；根据所述初始相位中心间距以及接收天线最大关闭接收阵元比例确定接收子孔径的相位中心间距的最大值和最小值；基于所述相位中心间距的最大值和最小值确定理想脉冲重复频率的最大值PRFopt_max和最小值PRFopt_min；基于所述相位中心间距的最大值、相位中心间距最小值、理想脉冲重复频率的最大值PRFopt_max、理想脉冲重复频率的最小值PRFopt_min、发射天线的长度以及发射天线最大关闭发射阵元比例分别确定发射天线可补偿的脉冲重复频率的最大值PRFmax和发射天线可补偿的脉冲重复频率的最小值PRFmin；将所述实际脉冲重复频率PRF与所述理想脉冲频率的最大值PRFopt_max、理想脉冲频率的最小值PRFopt_min、所述理想脉冲频率PRFopt、所述发射天线可补偿的脉冲重复频率的最大值PRFmax和所述发射天线可补偿的脉冲重复频率的最小值PRFmin进行比较，获得比较结果，基于所述比较结果确定各所述接收子孔径的相位中心间距的调整方式。可选的，所述基于所述比较结果确定所述接收子孔径的相位中心间距的调整方式，具体包括：若PRFmin<PRF<PRFopt_min；则将所述接收子孔径的相位中心间距调整为所述最大值；若PRFopt_min＜PRF<PRFopt；则增加接收子孔径的相位中心间距；若PRFopt＜PRF＜PRFopt_max；则减少接收子孔径的相位中心间距；若PRFopt_max＜PRF<PRFmax；则将所述接收子孔径的相位中心间距调整为所述最小值。可选的，所述将所述接收子孔径的相位中心间距调整为最大调整间距，具体包括：根据接收天线中接收子孔径的个数、接收天线最大关闭接收阵元比例、接收子孔径的长度确定各接收子孔径的前端的待关闭接收阵元的数量；根据接收天线中接收子孔径的个数、接收天线最大关闭接收阵元比例、接收子孔径的长度确定各接收子孔径的后端的待关闭接收阵元的数量；根据确定出的所述待关闭接收阵元的数量，对各接收子孔径中的前端和后端的接收阵元进行关闭，以将所述接收子孔径的相位中心间距调整为最大调整间距；其中，各所述接收径子孔径指向平台运动方向的一端为该子孔径的前端，指向平台运动反方向的一端为该子孔径的后端。可选的，增加接收子孔径的相位中心间距，具体包括：根据接收天线中接收子孔径的个数、接收阵元的大小、平台速度、实际脉冲重复频率、以及接收子孔径初始相位中心间距确定各接收子孔径的前端的待关闭接收阵元的数量；根据接收天线中接收子孔径的个数、接收阵元的大小、平台速度、实际脉冲重复频率、以及接收子孔径初始相位中心间距确定各接收子孔径的后端的待关闭接收阵元的数量；根据确定出的所述待关闭接收阵元的数量，对各接收子孔径中的前端和后端的接收阵元进行关闭，以增加接收子孔径的相位中心间距；其中，各所述接收径子孔径指向平台运动方向的一端为该子孔径的前端，指向平台运动反方向的一端为该子孔径的后端。可选的，减少接收子孔径的相位中心间距，具体包括：根据接收天线中接收子孔径的个数、接收阵元的大小、平台速度、实际脉冲重复频率、以及接收子孔径初始相位中心间距确定各接收子孔径的前端的待关闭接收阵元的数量；根据接收天线中接收子孔径的个数、接收阵元的大小、平台速度、实际脉冲重复频率、以及接收子孔径初始相位中心间距确定各接收子孔径的后端的待关闭接收阵元的数量；根据确定出的所述待关闭接收阵元的数量，对各接收子孔径中的前端和后端的接收阵元进行关闭，以减少接收子孔径的相位中心间距。其中，各所述接收径子孔径指向平台运动方向的一端为该子孔径的前端，指向平台运动反方向的一端为该子孔径的后端。可选的，所述将所述接收子孔径的相位中心间距调整为最小值，具体包括：根据接收天线中接收子孔径的个数、接收天线最大关闭接收阵元比例、接收子孔径的长度确定各接收子孔径的前端的待关闭接收阵元的数量；根据接收天线中接收子孔径的个数、接收天线最大关闭接收阵元比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于合成孔径雷达系统的信号收发方法，其特征在于，包括如下步骤：/n确定雷达系统的实际脉冲重复频率；/n根据所述实际脉冲重复频率确定接收天线中各接收子孔径的相位中心间距的调整方式，并对各所述接收子孔径的相位中心间距进行调整，以获得当前工作的接收天线；/n利用发射天线发射信号，并利用所述当前工作的接收天线中各接收子孔径的各接收阵元接收由发射天线发射的、经过反射后的回波信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于合成孔径雷达系统的信号收发方法，其特征在于，包括如下步骤：
确定雷达系统的实际脉冲重复频率；
根据所述实际脉冲重复频率确定接收天线中各接收子孔径的相位中心间距的调整方式，并对各所述接收子孔径的相位中心间距进行调整，以获得当前工作的接收天线；
利用发射天线发射信号，并利用所述当前工作的接收天线中各接收子孔径的各接收阵元接收由发射天线发射的、经过反射后的回波信号。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定雷达系统的实际脉冲重复频率包括：
确定接收天线子孔径的个数、平台高度、方位向过采样率以及多普勒带宽；
基于所述天线子孔径的个数、平台高度、方位向过采样率以及多普勒带宽计算获得所述实际脉冲重复频率。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述实际脉冲重复频率确定接收天线中各接收子孔径的相位中心间距的调整方式，具体包括：
确定接收天线中各接收子孔径的初始相位中心间距；
根据所述初始相位中心间距以及接收天线最大关闭接收阵元比例确定接收子孔径的相位中心间距的最大值和最小值；
基于所述相位中心间距的最大值和最小值确定理想脉冲重复频率的最大值PRFopt_max和最小值PRFopt_min；
基于所述相位中心间距的最大值、相位中心间距最小值、理想脉冲重复频率的最大值PRFopt_max、理想脉冲重复频率的最小值PRFopt_min、发射天线的长度以及发射天线最大关闭发射阵元比例分别确定发射天线可补偿的脉冲重复频率的最大值PRFmax和发射天线可补偿的脉冲重复频率的最小值PRFmin；
将所述实际脉冲重复频率PRF与所述理想脉冲频率的最大值PRFopt_max、理想脉冲频率的最小值PRFopt_min、所述理想脉冲频率PRFopt、所述发射天线可补偿的脉冲重复频率的最大值PRFmax和所述发射天线可补偿的脉冲重复频率的最小值PRFmin进行比较，获得比较结果，基于所述比较结果确定各所述接收子孔径的相位中心间距的调整方式。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述比较结果确定所述接收子孔径的相位中心间距的调整方式，具体包括：
若PRFmin<PRF<PRFopt_min；则将所述接收子孔径的相位中心间距调整为所述最大值；
若PRFopt_min＜PRF<PRFopt；则增加接收子孔径的相位中心间距；
若PRFopt＜PRF＜PRFopt_max；则减少接收子孔径的相位中心间距；
若PRFopt_max＜PRF<PRFmax；则将所述接收子孔径的相位中心间距调整为所述最小值。


5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述接收子孔径的相位中心间距调整为最大调整间距，具体包括：
根据接收天线中接收子孔径的个数、接收天线最大关闭接收阵元比例、接收子孔径的长度确定各接收子孔径的前端的待关闭接收阵元的数量；
根据接收天线中接收子孔径的个数、接收天线最大关闭接收阵元比例、接收子孔径的长度确定各接收子孔径的后端的待关闭接收阵元的数量；
根据确定出的所述待关闭接收阵元的数量，对各接收子孔径中的前端和后端的接收阵元进行关闭，以将所述接收子孔径的相位中心间距调整为最大调整间距；
其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐伟，胡家洛，黄平平，谭维贤，董亦凡，洪文，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;15