[发明专利]二维双向阵列式角反射器

说明书

技术领域

本发明涉及角反射器，尤其涉及一种星载合成孔径雷达(SAR)应用中的地面二维双 向阵列式角反射器。属于地学技术领域。

背景技术

角反射器是SAR在地学领域应用中的一种重要地面设备。最常见的是单个金属质二 面或三面角反射器，SAR发射出的电磁波可被角反射器的反射面很强地反射回去，从而在 雷达图像上呈现高强度，容易被识别、检测和准确定位，且能保持相位的稳定性，因此在 雷达测绘中常作为地面的控制点，用于SAR的辐射定标、几何定标和高程定标；在干涉测 量中，将它作为地面指示物，通过测量其三维位置的变化来监测地表的形变。

单个金属质二面或三面角反射器的共同特点是

(1)方向性强，对于星载SAR，它只能对升轨或降轨一种轨道下的SAR辐射起作用， 因而减少了观测机会；

(2)金属材质使其造价相对较高，而且在野外使用时易失窃，故其维护成本也高， 对于长期、无人值守的观测存在很多困难。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种二维双向阵列式角反射器， 使其对处于升轨和降轨的星载SAR都能工作，增加SAR数据的观测应用机会。本发明提 供的二维双向阵列式角反射器还具有下列优点：制作简单，对表面材料要求宽泛，可以采 用金属或非金属材料，造价低廉，易于推广，加之可固定于地面，无需移动和调整方向， 可大大降低角反射器制作、野外使用与维护的综合成本。

本发明由发明人借助反射光栅干涉原理以及星载SAR运行特点设计而成，图1为本发 明二维双向阵列式角反射器的结构示意图，其中(a)为二维俯视示意图，(b)为其沿东西 向剖面的示意图，(c)为其沿南北向剖面的示意图。

如图1所示，所述角反射器由多个沿东西向和南北向相邻排列的三面角反射器单元组 成，所述三面角反射器单元包括两个互相垂直的反射面和一个同时垂直于所述反射面的隔 板表面，所述隔板表面平行于东西向。

如图1所示，沿南北向延伸的两个正交的矩形反射面构成一个常规的二面角反射器， 这样无论是从东向还是从西向照射来的星载SAR波束，都将被反射回原入射方向(图2a)； 而一系列沿东西向相连的二面角反射器则构成了一个二维双向角反射器阵列，通过精心计 算周期性结构的二面角反射器单元的长度，使得各单元间的散射在升、降轨SAR观测方向 上同时满足谐振条件，就可大大增加角反射器的雷达散射截面积。但是由于卫星的飞行轨 道方向并不是正南、正北向的，所以沿东西方向设置隔板，将上述二面角反射器阵列分割 成了更小的单元阵列，每个单元对于升轨和降轨的SAR辐射实际上形成了一个三面角反射 器，所述的三面包括二面角反射器单元的两个反射面和一个隔板表面。本发明将两个相邻 隔板之间的二面角反射器单元部分称作一个三面角反射器单元。

此外，本发明作如下定义：

一个三面角反射器单元内，两个反射面的相交线称为沟线；两个相邻的三面角反射器 单元的相交线称为垄线；垄线两边的两个反射面共同构成一个垄；垄线和沟线在竖直方向 上的距离称为垄高。

使每个三面角反射器单元均满足谐振条件，就可获得整个阵列的后向散射极大值。

本发明借助了一维反射光栅的理论，并对其进行了扩展。

对于一维周期性结构的矩形反射光栅(图3)，已知其衍射光强公式为

I=I0(sinαα)2(sinNβsinβ)2---(1.1)]]>