本發明涉及fmcwsar成像系統，具體涉及一種雙星kafmcwsar內定標系統、方法及成像系統。

背景技術：

合成孔徑雷達(syntheticapertureradar，sar)能夠全天候、全天時地進行對地觀測，提供高分辨率的雷達圖像，并能夠穿透地表和植被獲取地表下的信息，而且作用距離遠，成像范圍大，因而在地質探測、地形測繪、洪水災害監測、農作物鑒別、產量評估等民用領域和戰場、戰略偵查等軍事領域有著廣泛的應用前景。

sar成像系統整個通道鏈路的任何一部分都會對信號產生影響，如何補償通道鏈路對信號的影響是高分辨sar成像必須解決的一個難題。目前，工程上一種切實可行的方法是通過內定標技術來實現。由于發射的寬帶線性調頻信號經過定標鏈路，信號受到通道鏈路的影響已包含在定標信號之中，通過對定標信號的分析可以提取出用于補償的幅度和相位信息，從而實現對高分辨sar成像系統的幅相誤差補償。

內定標一般利用雷達自身的電子設備，通過增加內定標器來形成發射、接收等定標回路，利用定標信號經過與真實回波信號盡可能相同的雷達發射通道和接收通道鏈路，形成定標回路，實現內定標功能。

傳統sar成像系統采用脈沖體制。fmcwsar作為一種新的成像雷達體制，已應用于機載，但目前還未有星載kafmcwsar成像系統的相關報道，因此也未有星載kafmcwsar內定標系統的相關報道。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種雙星kafmcwsar內定標系統、方法及成像系統，實現了雙星kafmcwsar成像系統內定標功能。

為了達到上述的目的，本發明提供一種雙星kafmcwsar內定標系統，包括發射內定標子系統和接收內定標子系統，所述發射內定標子系統和所述接收內定標子系統分別安裝于兩顆衛星平臺上；所述發射內定標子系統包括發射頻率綜合器、t定標網絡、t定標器、第一高頻接收組件、第一中頻接收機、發射ka頻段輔助天線、t饋電網絡和t組件；所述發射頻率綜合器產生的定標信號依次流經t饋電網絡、t組件、t定標網絡、t定標器、第一高頻接收組件和第一中頻接收機；所述發射ka頻段輔助天線與所述t定標器連接；所述接收內定標子系統包括接收頻率綜合器、r定標器、功分器、第二中頻接收機和接收ka頻段輔助天線；所述接收內定標子系統對每個接收通道均設置r定標網絡、第二高頻接收組件、r饋電網絡和r組件；所述接收頻率綜合器產生的定標信號經r定標器、功分器后分成多路定標分信號，一路定標分信號對應一個接收通道，多路定標分信號分別輸送至各個接收通道的r定標網絡，每個接收通道，定標分信號依次流經r定標網絡、r組件、r饋電網絡后由第二高頻接收組件接收，第二中頻接收機同時接收各接收通道第二高頻接收組件的輸出信號；所述接收ka頻段輔助天線與所述r定標器連接。

本發明提供的另一技術方案是一種雙星kafmcwsar內定標方法，采用的內定標系統包括發射內定標子系統和接收內定標子系統，所述發射內定標子系統和所述接收內定標子系統分別安裝于兩顆衛星平臺上；所述發射內定標子系統包括發射頻率綜合器、t定標網絡、t定標器、第一高頻接收組件、第一中頻接收機、發射ka頻段輔助天線、t饋電網絡和t組件；所述接收內定標子系統包括接收頻率綜合器、r定標器、功分器、第二中頻接收機和接收ka頻段輔助天線；所述接收內定標子系統對每個接收通道均設置r定標網絡、第二高頻接收組件、r饋電網絡和r組件；所述內定標方法包括發射定標流程、接收定標流程和參考定標流程；所述發射定標流程包括：發射頻率綜合器產生的定標信號經t饋電網絡后分成多路分信號，多路分信號分別進入各t組件，各t組件耦合口輸出的耦合信號經t定標網絡合成后送至t定標器，第一高頻接收組件接收t定標器的輸出送至第一中頻接收機；所述接收定標流程包括：接收頻率綜合器產生的定標信號經r定標器、功分器后分成多路定標分信號，多路定標分信號分別進入各接收通道的r定標網絡，定標分信號經r定標網絡后分成多路分信號，多路分信號分別通過各r組件的耦合口輸入各r組件，各r組件輸出的信號經r饋電網絡合成后由第二高頻接收組件接收，第二中頻接收機同時接收各接收通道第二高頻接收組件的輸出信號；所述參考定標流程包括：發射頻率綜合器產生的定標信號經t定標器、發射ka頻段輔助天線、接收ka頻段輔助天線、r定標器、功分器后分成多路定標分信號，多路定標分信號分別進入各接收通道的r定標網絡，定標分信號經r定標網絡后分成多路分信號，多路分信號分別通過各r組件的耦合口輸入各r組件，各r組件輸出的信號經r饋電網絡合成后由第二高頻接收組件接收，第二中頻接收機同時接收各接收通道第二高頻接收組件的輸出信號。

上述雙星kafmcwsar內定標方法，其中，參考定標流程獲得的參考定標參量h為：h＝h1+h2+h3-g空間傳輸，其中，h1＝gt-g星間#1，gt為發射有源相控陣天線增益，g星間#1為發射ka頻段輔助天線增益；h2＝gr-g星間#2，gr為接收有源相控陣天線增益，g星間#2為接收ka頻段輔助天線增益；h3＝g星間#1+pt+g空間傳輸+g星間#2+g收網，pt為總發射功率，g收網為接收通道的增益，g空間傳輸為接收星輔助天線到發射星輔助天線之間的空間傳輸損耗。

上述雙星kafmcwsar內定標方法，其中，所述內定標方法還包括單個t組件定標流程和單個r組件定標流程；所述單個t組件定標流程包括：發射頻率綜合器產生的定標信號經t饋電網絡后分成多路分信號，波控逐次打開各個t組件，與打開的t組件對應的分信號進入該打開的t組件，該打開的t組件耦合口輸出的耦合信號經t定標網絡送至t定標器，第一高頻接收組件接收t定標器的輸出送至第一中頻接收機；所述單個r組件定標流程包括：接收頻率綜合器產生的定標信號經r定標器、功分器后分成多路定標分信號，多路定標分信號分別進入各接收通道的r定標網絡，定標分信號經r定標網絡后分成多路分信號，波控逐次打開各個r組件，與打開的r組件相對應的分信號通過該打開的r組件的耦合口輸入該打開的r組件，該打開的r組件輸出的信號經r饋電網絡后，由第二高頻接收組件接收送至第二中頻接收機。

上述雙星kafmcwsar內定標方法，其中，所述發射定標流程中，所有t組件同時工作；所述接收定標流程中，所有r組件同時工作；所述單個t組件定標流程中，同時僅有一個t組件工作；所述單個r組件定標流程中，每個接收通道同時僅有一個r組件工作。

本發明提供的又一技術方案是一種雙星kafmcwsar成像系統，包括上述雙星kafmcwsar內定標系統。

本發明的雙星kafmcwsar內定標系統、方法及成像系統，解決了雙星kafmcwsar成像系統的內定標鏈路難以構建的問題，可以實現高精度的系統內定標，從而確保系統具備輻射定標的能力。

附圖說明

本發明的雙星kafmcwsar內定標系統、方法及成像系統由以下的實施例及附圖給出。

圖1是本發明較佳實施例中發射內定標子系統示意圖。

圖2是本發明較佳實施例中接收內定標子系統示意圖。

具體實施方式

以下將結合圖1～圖2對本發明的雙星kafmcwsar內定標系統、方法及成像系統作進一步的詳細描述。

本發明涉及的星載kafmcwsar成像系統包括發射分系統和接收分系統，所述發射分系統和接收分系統分別安裝于兩顆衛星平臺上，所述兩顆衛星平臺采用跟飛工作模式。所述發射分系統包括發射頻率綜合器和發射有源相控陣天線，所述發射有源相控陣天線包括t饋電網絡、t組件和發射輻射單元；所述接收分系統包括接收有源相控陣天線和中頻接收機，所述接收有源相控陣天線包括接收輻射單元、r組件和r饋電網絡；所述發射頻率綜合器產生的ka頻段線性調頻連續波信號(發射信號)放大后經t饋電網絡、t組件、發射輻射單元向外輻射，經目標反射后形成回波信號，回波信號經接收輻射單元接收、r組件、r饋電網絡、下變頻變換，進入接收前端，到達中頻接收機，經模數采樣后形成回波原始數據，用于成像處理。

本發明涉及的星載kafmcwsar成像系統采用收發分置體制，即發射鏈路、接收鏈路位于不同星體上。為實現雙星kafmcwsar成像系統的內定標，本發明提供一種雙星kafmcwsar內定標系統，包括發射內定標子系統和接收內定標子系統，所述發射內定標子系統和所述接收內定標子系統分別安裝于兩顆衛星平臺上，所述兩顆衛星平臺采用跟飛工作模式。

本發明較佳實施例中，雙星kafmcwsar成像系統包括一個發射通道和多個接收通道。

圖1所示為本發明較佳實施例中發射內定標子系統示意圖。如圖1所示，所述發射內定標子系統包括發射頻率綜合器101、發射有源相控陣天線、t定標網絡102、t定標器103、第一高頻接收組件104、第一中頻接收機105和發射ka頻段輔助天線106；所述發射有源相控陣天線包括t饋電網絡107、t組件108和發射輻射單元109。一個t組件108對應多個發射輻射單元109，發射通道包含一個t饋電網絡107、多個t組件108和多個發射輻射單元109，通過開關可控制僅一個t組件108工作，或發射通道所有t組件108同時工作。

所述發射頻率綜合器101產生定標信號并通過其rf口輸出該定標信號，所述發射頻率綜合器101輸出的定標信號經所述t饋電網絡107后分成多路分信號，一路分信號對應一個t組件108，所述分信號通過t組件108的饋電口輸入t組件108并由t組件108的耦合口輸出至所述t定標網絡102，t組件108耦合口輸出的耦合信號經所述t定標網絡102合成后送入所述t定標器103后由所述第一高頻接收組件104接收，與參考信號差拍混頻之后送至所述第一中頻接收機105，接收單元110接收所述第一中頻接收機105輸出的信號并通過發射對地數傳系統發送至地面進行后續信號處理。

所述發射頻率綜合器101、t饋電網絡107、t組件108和發射輻射單元109形成本雙星kafmcwsar成像系統的發射鏈路，作為發射鏈路，所述發射頻率綜合器101產生ka頻段線性調頻連續波信號(發射信號)。

圖2所示為本發明較佳實施例中接收內定標子系統示意圖。如圖2所示，所述接收內定標子系統包括接收頻率綜合器201、r定標器202、五功分器203、第二中頻接收機204、接收ka頻段輔助天線205、接收有源相控陣天線、r定標網絡和第二高頻接收組件；所述接收有源相控陣天線包括r饋電網絡、r組件和接收輻射單元；本實施例中，所述接收有源相控陣天線包含五個接收通道，對于每個接收通道，均設有一個r饋電網絡206、多個r組件207、多個接收輻射單元208、一個r定標網絡209和一個第二高頻接收組件210；通過開關可控制僅一個r組件207工作，或該接收通道所有r組件207同時工作。

所述接收頻率綜合器201產生的定標信號經r定標器202、五功分器203后分成五路定標分信號，該五路定標分信號分別進入五個接收通道，以其中一個接收通道為例，所述定標分信號經所述r定標網絡209后再次分成多路分信號，一路分信號對應一個r組件207，所述分信號通過r組件207的耦合口輸入所述r組件207，所述r組件207輸出的信號經所述r饋電網絡206合成后由所述第二高頻接收組件210接收并送至所述第二中頻接收機204，所述第二中頻接收機204的輸出信號通過接收對地數傳系統發送至地面進行后續信號處理。所述第二中頻接收機204為多通道中頻接收機。

所述接收輻射單元、r組件、r饋電網絡、第二高頻接收組件210和第二中頻接收機204形成本雙星kafmcwsar成像系統的接收鏈路，作為接收鏈路，所述接收輻射單元接收目標反射的回波信號。

本實施例還提供一種雙星kafmcwsar內定標方法，所述內定標方法包括發射定標流程、接收定標流程和參考定標流程。

1)發射定標流程

發射頻率綜合器101產生的定標信號經t饋電網絡107后分成多路分信號，所述多路分信號分別進入各t組件108，各t組件108耦合口輸出的耦合信號經t定標網絡102合成后送至t定標器103，第一高頻接收組件104接收t定標器103的輸出送至第一中頻接收機105，所述第一中頻接收機105的輸出即是發射定標的原始數據；

發射定標流程中，發射通道所有t組件108同時工作(全t)；

2)接收定標流程

接收頻率綜合器201產生的定標信號經r定標器202、五功分器203后分成五路定標分信號，該五路定標分信號分別進入五個接收通道，以其中一個接收通道為例，所述定標分信號經r定標網絡209后分成多路分信號，所述多路分信號分別通過各r組件207的耦合口輸入各r組件207，各r組件207輸出的信號經r饋電網絡206合成后由第二高頻接收組件210接收并送至第二中頻接收機204；所述第二中頻接收機204的輸出即是接收定標的原始數據；

接收定標流程中，對每個接收通道，所有r組件207同時工作(全r)，第二中頻接收機204對五個接收通道同時接收；

3)參考定標流程

結合圖1和圖2，發射頻率綜合器101產生的定標信號經t定標器103、發射ka頻段輔助天線106、接收ka頻段輔助天線205、r定標器202、五功分器203后分成五路定標分信號，該五路定標分信號分別進入五個接收通道，以其中一個接收通道為例，所述定標分信號經r定標網絡209后分成多路分信號，所述多路分信號分別通過各r組件207的耦合口輸入各r組件207，各r組件207輸出的信號經r饋電網絡206合成后由第二高頻接收組件210接收并送至第二中頻接收機204；，所述第二中頻接收機204的輸出即是參考定標的原始數據；

參考定標流程中，對每個接收通道，所有r組件207同時工作，第二中頻接收機204對五個接收通道同時采樣；

參考定標參量h＝h1+h2+h3-g空間傳輸

其中，h1為發射有源相控陣天線與發射ka頻段輔助天線106的增益差，h1＝gt-g星間#1，gt為發射有源相控陣天線增益，g星間#1為發射ka頻段輔助天線增益，該g星間#1包含t組件耦合器、t定標網絡的損耗；h2為接收有源相控陣天線與接收ka頻段輔助天線206的增益差，h2＝gr-g星間#2，gr為接收有源相控陣天線增益，g星間#2為接收ka頻段輔助天線增益，該g星間#2包含r組件耦合器、r定標網絡的損耗；h3為在軌參考定標時，第二中頻接收機204收到的電平，h3＝g星間#1+pt+g空間傳輸+g星間#2+g收網，pt為總發射功率，g收網為接收通道的增益，該g收網包括r組件、r饋電網絡及第二中頻接收機的增益，g空間傳輸為接收星輔助天線到發射星輔助天線之間的空間傳輸損耗。

所述內定標方法還包括單個t組件定標流程和單個r組件定標流程。

4)單個t組件定標流程

發射頻率綜合器101產生的定標信號經t饋電網絡107后分成多路分信號，波控逐次打開各個t組件108，與打開的t組件108對應的分信號進入該打開的t組件108，該打開的t組件108耦合口輸出的耦合信號經t定標網絡102送至t定標器103，第一高頻接收組件104接收t定標器103的輸出送至第一中頻接收機105，此時，第一中頻接收機105的輸出即是該打開的t組件108定標的原始數據；

單個t組件定標流程中，同時只有一個t組件工作(單t)；單個t組件定標流程可用于檢測t組件實效情況；

5)單個r組件定標流程

接收頻率綜合器201產生的定標信號經r定標器202、五功分器203后分成五路定標分信號，該五路定標分信號分別進入五個接收通道，以其中一個接收通道為例，所述定標分信號經r定標網絡209后分成多路分信號，波控逐次打開各個r組件207，與打開的r組件207相對應的分信號通過該打開的r組件207的耦合口輸入該打開的r組件207，該打開的r組件207輸出的信號經r饋電網絡206后，由第三高頻接收組件210接收送至第二中頻接收機204；此時，所述第二中頻接收機204的輸出即是該打開的r組件207定標的原始數據；

單個r組件定標流程中，同時只有一個r組件工作(單r)；單個r組件定標流程可用于檢測r組件實效情況。

本實施例提供的雙星kafmcwsar成像系統，包括本實施例的雙星kafmcwsar內定標系統。