一种MIMO-SAR机场跑道成像系统技术方案

本发明专利技术涉及一种MIMO

【技术实现步骤摘要】
一种MIMO
‑
SAR机场跑道成像系统


[0001]本专利技术涉及成像
，特别是涉及一种MIMO
‑
SAR机场跑道成像系统。

技术介绍

[0002]飞机盲降是指在低天气标准或飞行员看不到任何目视参考的天气下通过仪表着陆系统(ILS)引导飞机近着陆。有别于天气正常时的目视进场，此方式通过地面发射的无线电信号实现航向道和下滑道指引，为进场着陆的飞机提供一条固定的下滑线和最小的航道偏差，建立一条由跑道指向空中的虚拟路径，通过仪表指出飞机对它的偏差，飞行员根据该偏差操作飞机调整方向，从而允许飞行员在不看到驾驶舱外实际景物的情况下进行降落。
[0003]对于Ⅰ、Ⅱ、ⅢA、ⅢB类标准的盲降，ILS辅助降落到一定高度后，仍需要飞行员进行目视降落，存在决断高度和跑道视程的限制。ⅢC类盲降没有目视的限制，但有ⅢC类标准资质的机场很少，对设备仪器精度和机组技术要求非常高。从飞行员的角度考虑，更希望看见跑道和其他地面可以识别的特征，从而确定飞机是否在正确路线上，需要一种方法在恶劣气候条件下，给飞行员直观的视觉感知条件。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种MIMO
‑
SAR机场跑道成像系统，获得了机场跑道两侧跑道灯的分布图像，降低了低天气标准下飞机盲降的风险性。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种MIMO
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SAR机场跑道成像系统，包括：两排发射阵元、角反射器、两排接收阵元和图像反演模块；所述两排发射阵元分别设置在机场跑道底部的跑道两侧，所述机场跑道底部为机场跑道上与飞机降落运动方向相反的一端，所述两排发射阵元位于与机场跑道方向垂直的一条直线上；所述角反射器安装在机场跑道两侧各跑道灯的底部；两排接收阵元分别以均匀排列的方式固定在飞机两侧机翼上；各所述发射阵元用于发射第一路信号和第二路信号，所述第一路信号的信号强度比所述第二路信号的信号强度大，所述第一路信号面向机场跑道发射，所述第一路信号经过所述角反射器形成反射波被所述接收阵元接收，所述第二路信号面向待降落飞机发射，所述第二路信号作为直达波被所述接收阵元接收；待降落飞机上的接收阵元和机场跑道底部的所述两排发射阵元构成MIMO阵列；所述图像反演模块用于基于匹配滤波算法根据所述反射波和所述直达波重构机场跑道两侧跑道灯分布图像。
[0007]可选地，各所述发射阵元的发射信号采用宽带伪码调相信号区分。
[0008]可选地，各所述接收阵元通过接收信号到达的时间差区分直达波和反射波。
[0009]可选地，各所述接收阵元用于产生与对应发射阵元相同的本地伪码，通过各所述本地伪码区分不同接收信号。
[0010]可选地，各所述接收阵元包括接收天线、低噪声放大器、带通滤波器、相位补偿电路、混频器、中频信号放大器、中频滤波器、A/D转换器和解扩频模块；
[0011]所述反射波被所述接收天线接收后，依次经过所述低噪声放大器和所述带通滤波器输入所述混频器的第一输入端；所述直达波被所述接收天线接收后，依次经过所述低噪声放大器、所述带通滤波器和所述相位补偿电路后作为本振信号输入所述混频器的第二输入端，所述混频器的输出信号依次经过所述中频信号放大器、所述中频滤波器、所述A/D转换器和所述解扩频模块，获得与发射阵元匹配的数字基带信号，所述图像反演模块用于根据各所述数字基带信号重构机场跑道两侧跑道灯分布图像。
[0012]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0013]本专利技术公开了一种MIMO
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SAR(Multi
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InputMulti
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OutputSynthetic ApertureRadar，多输入多输出合成孔径雷达)机场跑道成像系统，待降落飞机上的接收阵元和机场跑道底部的两排发射阵元构成MIMO阵列，发射阵元发射强弱两路信号，强发射信号面向飞机跑道发射，经过两侧跑道灯的角反射器反射后由飞机机翼上的接收阵元接收，弱发射信号直射至飞机机翼上的接收阵元，通过图像反演模块基于匹配滤波算法根据反射波和直达波重构机场跑道两侧跑道灯分布图像，获得了对机场跑道两侧跑道灯的分布图像，降低了飞机盲降的风险性。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本专利技术一种MIMO
‑
SAR机场跑道成像系统结构示意图；
[0016]图2为本专利技术机场跑道成像中几何结构示意图；
[0017]图3为本专利技术机场跑道两侧跑道灯分布图像示意图；
[0018]符号说明：
[0019]1‑
机场跑道，2
‑
发射阵元，3
‑
跑道灯，4
‑
角反射器，5
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接收阵元。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]本专利技术的目的是提供一种MIMO
‑
SAR机场跑道成像系统，获得了对机场跑道两侧跑道灯的分布图像，降低了飞机盲降的风险性。
[0022]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0023]图1为本专利技术一种MIMO
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SAR机场跑道成像系统结构示意图，如图1所示，一种MIMO
‑
SAR机场跑道成像系统，包括：两排发射阵元2、角反射器4、两排接收阵元5和图像反演模块。
[0024]两排发射阵元2分别设置在机场跑道1底部的跑道两侧，机场跑道1底部为机场跑道1上与飞机降落运动方向相反的一端，两排发射阵元2位于与机场跑道1方向垂直的一条
直线上；角反射器4安装在机场跑道1两侧各跑道灯3的底部，角反射器4朝向与待降飞机飞来的方向相对，角反射器4用于增强反射系数，能够在SAR图像中突出各跑道灯3所在位置；两排接收阵元5分别以均匀排列的方式固定在飞机两侧机翼上，机翼上接收阵元5的排列方向为机翼长度方向。
[0025]各发射阵元2用于发射第一路信号和第二路信号，第一路信号的信号强度比第二路信号的信号强度大，第一路信号面向机场跑道1发射，第一路信号经过角反射器4形成反射波被接收阵元5接收，第二路信号面向待降落飞机发射，第二路信号作为直达波被接收阵元5接收；待降落飞机上的接收阵元5和机场跑道底部的发射阵元2构成M本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MIMO
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SAR机场跑道成像系统，其特征在于，包括：两排发射阵元、角反射器、两排接收阵元和图像反演模块；所述两排发射阵元分别设置在机场跑道底部的跑道两侧，所述机场跑道底部为机场跑道上与飞机降落运动方向相反的一端，所述两排发射阵元位于与机场跑道方向垂直的一条直线上；所述角反射器安装在机场跑道两侧各跑道灯的底部；两排接收阵元分别以均匀排列的方式固定在飞机两侧机翼上；各所述发射阵元用于发射第一路信号和第二路信号，所述第一路信号的信号强度比所述第二路信号的信号强度大，所述第一路信号面向机场跑道发射，所述第一路信号经过所述角反射器形成反射波被所述接收阵元接收，所述第二路信号面向待降落飞机发射，所述第二路信号作为直达波被所述接收阵元接收；待降落飞机上的接收阵元和所述机场跑道底部的的所述两排发射阵元构成MIMO阵列；所述图像反演模块用于基于匹配滤波算法根据所述反射波和所述直达波重构机场跑道两侧跑道灯分布图像。2.根据权利要求1所述的MIMO
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SAR机场跑道成像系统，其特征在于，各所述发射阵元的发射信号采用宽带伪码调相信号区分。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹治平，戴一鸣，杨军，邓光晟，李迎，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：