一种基于双反射面天线的星载X+S双频SAR系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于双反射面天线的星载X+S双频SAR系统，包括：雷达中央控制处理器、X频段发射机、X频段功率放大器、X频段环形器、X频段天线馈源、天线双反射器、X频段接收机、S频段发射机、S频段功率放大器、S频段环形器、S频段天线馈源和S频段接收机。本发明专利技术降低了卫星本体高度，实现叠装式一箭多星发射，大幅降低整星研制费用，缩短系统组网运行周期，提升反射面体制SAR系统的竞争力。射面体制SAR系统的竞争力。射面体制SAR系统的竞争力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双反射面天线的星载X+S双频SAR系统


[0001]本专利技术属于星载双频合成孔径雷达(SAR)设计
，尤其涉及一种基于双反射面天线的星载X+S双频SAR系统。

技术介绍

[0002]SAR系统实现了一维高分辨距离探测到二维高分辨成像的跨越，可从卫星或飞机上全天时、全天候对地成像，是高分辨率对地观测的重要手段。星载合成孔径雷达具有成像观测范围大且能兼顾分辨率、不受国界限制等优势，是国内外研究的焦点之一。
[0003]不同频段的电磁波具有不同穿透性，L和S等低频电磁波穿透性强，等效散射中心贴近地表，甚至能够观测到浅层地表以下的目标，受降雨衰减影响小，适用于茂密森林覆盖且多云雨的区域，常用于地表变化监测，防灾减灾，地物分类、农作物监测、森林和植被观测；X和Ku等高频段电磁波可用成像带宽较大，地物后向散射较强，容易实现SAR载荷轻量化设计，适用于高分辨率对地成像和地形测绘等应用。
[0004]在IEEE、Elsevier、Springer外文数据库中搜索“SAR system based on Reflector Antenna”、“Dual
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Frequency SAR System”，在万方、中国知网等中文数据库中搜索“反射面天线SAR系统”、“双频SAR系统”等关键词，登陆德国DLR、欧空局、美国Capella空间公司等机构网站，总结相关文献可以看出，现阶段国内外星载SAR系统大都是单频段工作，曾经发射的双频SAR系统只有美德联合研制的SIR
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C/X
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SAR和SRTM
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C/X
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SAR系统，在研的双频SAR系统包括美印联合研制的NISAR和加拿大UrtheCastSAR
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XL。
[0005]国内外X频段反射面天线SAR卫星包括Capella
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SAR和UmbraLab
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SAR、日本ASNARO
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2和QPS
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SAR、德国SAR
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Lupe、以色列TechSAR、印度RISAT；L频段反射面天线SAR卫星包括德国TanDEM
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L；S频段反射面天线SAR卫星包括中国HJ
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1C。
[0006]针对多星叠装发射、载荷轻量化设计、双频SAR成像等需求，本专利技术提出一种基于双反射面天线的星载X+S双频SAR系统设计方法，目前国内外在该领域尚且处于空白状态。未来基于双反射面天线的星载X+S双频SAR系统很有可能获得商业航天公司的批量采购，具有广阔的市场前景。

技术实现思路

[0007]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于双反射面天线的星载X+S双频SAR系统，降低了卫星本体高度，实现叠装式一箭多星(大于6星)发射，大幅降低整星研制费用，缩短系统组网运行周期，提升反射面体制SAR系统的竞争力。
[0008]本专利技术目的通过以下技术方案予以实现：一种基于双反射面天线的星载X+S双频SAR系统，包括：雷达中央控制处理器、X频段发射机、X频段功率放大器、X频段环形器、X频段天线馈源、天线双反射器、X频段接收机、S频段发射机、S频段功率放大器、S频段环形器、S频段天线馈源和S频段接收机；其中，雷达中央控制处理器输出控制指令和时钟信号给X频段发射机，X频段发射机接收控制指令和时钟信号，输出X频段的脉冲信号；X频段功率放大器
将接收的X频段的脉冲信号进行功率放大，输出放大后的X频段脉冲信号；X频段环形器接收放大后的X频段脉冲信号，经单向环形方向传输后输出放大后的X频段脉冲信号；X频段天线馈源接收放大后的X频段脉冲信号，辐射输出空间波束，向天线双反射器的副反射器发射放大后的X频段脉冲信号；天线双反射器的副反射器接收X频段天线馈源发射的放大后的X频段脉冲信号，将该信号反射回天线双反射器的主反射器，天线双反射器的主反射器接收天线双反射器的副反射器反射的放大后的X频段脉冲信号，然后将该信号反射向地面目标区域；天线双反射器的主反射器接收X频段地面散射回波，将X频段地面散射回波反射向天线双反射器的副反射器；天线双反射器的副反射器接收天线双反射器的主反射器反射的X频段地面散射回波，将该回波反射向X频段天线馈源；X频段天线馈源接收天线双反射器的副反射器反射的X频段地面散射回波，将该回波输入X频段环形器；X频段环形器输入X频段地面散射回波，经单向环形方向传输后输出X频段地面散射回波到X频段接收机；X频段接收机输入X频段地面散射回波，完成限幅放大、下变频和量化采样处理，X频段接收机输出X频段基带回波信号；雷达中央控制器接收X频段基带回波信号，进行存储和压缩。
[0009]上述基于双反射面天线的星载X+S双频SAR系统中，雷达中央控制处理器输出控制指令和时钟信号给S频段发射机，S频段发射机接收控制指令和时钟信号，输出S频段的脉冲信号；S频段功率放大器将输入的S频段的脉冲信号进行功率放大，输出放大后的S频段脉冲信号；S频段环形器接收放大后的S频段脉冲信号，经单向环形方向传输后输出放大后的S频段脉冲信号；S频段天线馈源接收放大后的S频段脉冲信号，辐射输出空间波束，向天线双反射器的副反射器发射放大后的S频段脉冲信号；天线双反射器的副反射器接收S频段天线馈源发射的放大后的S频段脉冲信号，将该信号反射回天线双反射器的主反射器；天线双反射器的主反射器接收天线双反射器的副反射器反射的放大后的S频段脉冲信号，然后将该信号反射向地面目标区域；天线双反射器的主反射器接收S频段地面散射回波，将S频段地面散射回波反射向天线双反射器的副反射器；天线双反射器的副反射器接收天线双反射器的主反射器反射的S频段地面散射回波，将该回波反射向S频段天线馈源；S频段天线馈源接收天线双反射器的副反射器反射的S频段地面散射回波，将该回波输入S频段环形器；S频段环形器输入S频段地面散射回波，经单向环形方向传输后输出S频段地面散射回波到S频段接收机；S频段接收机输入S频段地面散射回波，完成限幅放大、下变频和量化采样处理，S频段接收机输出S频段基带回波信号；雷达中央控制器接收S频段基带回波信号，进行存储和压缩。
[0010]上述基于双反射面天线的星载X+S双频SAR系统中，X频段的脉冲信号的中心频率为9.6GHz。
[0011]上述基于双反射面天线的星载X+S双频SAR系统中，S频段的脉冲信号的中心频率为3.2GHz。
[0012]上述基于双反射面天线的星载X+S双频SAR系统中，天线双反射器包括主反射器和副反射器；其中，主反射器为旋转抛物面，副反射器为双曲面；球面波经过副反射器和主反射器的两次反射后，形成平面波辐射出去。
[0013]上述基于双反射面天线的星载X+S双频SAR系统中，主反射器电气口径为4.0m
×
1.80m，焦距为1.70m；副反射器电气口径为1.6m
×
0.8m。
[0014]上述基于双反射面天线的星载X+S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双反射面天线的星载X+S双频SAR系统，其特征在于包括：雷达中央控制处理器、X频段发射机、X频段功率放大器、X频段环形器、X频段天线馈源、天线双反射器、X频段接收机、S频段发射机、S频段功率放大器、S频段环形器、S频段天线馈源和S频段接收机；其中，雷达中央控制处理器输出控制指令和时钟信号给X频段发射机，X频段发射机接收控制指令和时钟信号，输出X频段的脉冲信号；X频段功率放大器将接收的X频段的脉冲信号进行功率放大，输出放大后的X频段脉冲信号；X频段环形器接收放大后的X频段脉冲信号，经单向环形方向传输后输出放大后的X频段脉冲信号；X频段天线馈源接收放大后的X频段脉冲信号，辐射输出空间波束，向天线双反射器的副反射器发射放大后的X频段脉冲信号；天线双反射器的副反射器接收X频段天线馈源发射的放大后的X频段脉冲信号，将该信号反射回天线双反射器的主反射器，天线双反射器的主反射器接收天线双反射器的副反射器反射的放大后的X频段脉冲信号，然后将该信号反射向地面目标区域；天线双反射器的主反射器接收X频段地面散射回波，将X频段地面散射回波反射向天线双反射器的副反射器；天线双反射器的副反射器接收天线双反射器的主反射器反射的X频段地面散射回波，将该回波反射向X频段天线馈源；X频段天线馈源接收天线双反射器的副反射器反射的X频段地面散射回波，将该回波输入X频段环形器；X频段环形器输入X频段地面散射回波，经单向环形方向传输后输出X频段地面散射回波到X频段接收机；X频段接收机输入X频段地面散射回波，完成限幅放大、下变频和量化采样处理，X频段接收机输出X频段基带回波信号；雷达中央控制器接收X频段基带回波信号，进行存储和压缩。2.根据权利要求1所述的基于双反射面天线的星载X+S双频SAR系统，其特征在于：雷达中央控制处理器输出控制指令和时钟信号给S频段发射机，S频段发射机接收控制指令和时钟信号，输出S频段的脉冲信号；S频段功率放大器将输入的S频段的脉冲信号进行功率放大，输出放大后的S频段脉冲信号；S频段环形器接收放大后的S频段脉冲信号，经单向环形方向传输后输出放大后的S频段脉冲信号；S频段天线馈源接收放大后的S频段脉冲信号，辐射输出空间波束，向天线双反射器的副反射器发射放大后的S频段脉冲信号；天线双反射器的副反射器接收S频段天线馈源发射的放大后的S频段脉冲信号，将该信号反射回天线双反射器的主反射器；天线双反射器的主反射器接收天线双反射器的副反射器反射的放大后的S频段脉冲信号，然后将该信号反射向地面目标区域；天线双反射器的主反射器接收S频段地面散射回波，将S频段地面散射回波反射向天线双反射器的副反射器；天线双反射器的副反射器接收天线双反射器的主反射器反射的S频段地面散射回波，将该回波反射向S频段天线馈源；S频段天线馈源接收天线双反射器的副反射器反射的S频段地面散射回波，将该回波输入S频段环形器；S频段环形器输入S频段地面散射回波，经单向环形方向传输后输出S频段地面散射回波到S频段接收机；S频段接收机输入S频段地面散射回波...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锦伟，李财品，雷红文，李渝，张升，李奇，李升远，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：