[发明专利]混合极化合成孔径雷达、发射误差修正系统及修正方法

说明书

技术领域

本发明涉及合成孔径雷达(SAR)遥感领域，尤其涉及一种混合极化合成孔径雷达、发射误差修正系统及修正方法。

背景技术

近年来随着雷达技术的快速发展，雷达已广泛应用于航天控制、军事探测、目标检测、林业遥感、环境监督等众多领域。为了更好地实现雷达遥感应用与目标探测，极化雷达应运而生且在过去的60年来蓬勃发展。

目前要极化SAR系统设计的趋势是高分辨率、宽测绘带宽以及多极化。但是要同时达到这三者效果所需的系统带价是巨大的。在2005年由Souyris等人首先提出了简缩极化的概念。在该模式下，可以通过损失部分极化信息带来测绘幅宽加倍与数据量减半的优势。另外，通过后期数据处理的方法，可以在某些应用中得到与全极化数据处理相近甚至相等的结果。但是由于简缩极化各模式要求发射的极化波有别于传统极化系统发射的水平(H)或者垂直(V)线性极化波，因此需要设计能够兼容简缩极化模式的新型极化SAR系统。

在2007年Raney首先提出了混合极化架构的概念。使用该架构，极化SAR系统可以支持简缩极化中的圆发线收(Circular Transmit Linear Receive，CTLR)模式。在2008年，Raney又对混合极化架构进行了改进工作，使得基于该架构的极化SAR系统可以进一步支持圆极化基发射、圆极化基接收的全极化模式。混合极化架构带来的优点除能够使极化SAR系统支持简缩极化中的CTLR模式外，还可以增加极化SAR系统全极化模式下的测绘幅宽、减少极化SAR系统需要处理的数据量、降低雷达系统整体的成本。但是该技术存在以下两个缺点：(1)在双极化模式下，发射误差即使能够通过不同的标定方法精确测得，仍不可修正；(2)由于该架构仅支持发射圆极化波，因此基于该架构的极化SAR系统仅能支持简缩极化中的CTLR模式，而不是所有的简缩极化模式。

发明内容

基于以上问题，本发明的主要目的在于提出一种混合极化合成孔径雷达、发射误差修正系统及修正方法，用于解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，本发明提出了一种混合极化合成孔径雷达，包括信号发生模块、信号传输模块、信号发射/接收模块和控制模块，其中：

信号传输模块包括两个发射通道，其中一个发射通道中设置有连续步进移相器和连续步进衰减器；

控制模块，用于控制信号传输模块，并根据预先调试得到的修正数据组中与发射极化波的理论值相匹配的修正数据，来对连续步进移相器和连续步进衰减器进行调制，以使信号传输模块输送到信号发射/接收模块的信号为修正了发射误差的信号。

进一步地，上述信号发生模块包括一波形发生器和一功分器，控制模块也控制波形发生器，使其产生不同模式的信号。

进一步地，上述信号传输模块还包括两个接收通道和两个转换开关，控制模块控制两个转换开关用于使信号传输到信号发射/接收模块以发射信号，或将信号发射/接收模块接收的信号传输到两个接收通道。

进一步地，上述预先调试得到的修正数据组以预失真查找表的形式存储，预失真查找表包括连续步进衰减器与连续步进移相器的所有调节数值组合、与调节组合相对应的幅度比和相位差和/或极化波的极化轴比。

基于以上混合极化合成孔径雷达，本发明另一方面提出一种混合极化合成孔径雷达的发射方法，包括以下步骤：

步骤11、控制模块计算混合极化合成孔径雷达发射极化波的相位差和幅度比的理论值和/或极化轴比的理论值；

步骤12、控制模块根据相位差和幅度比的理论值和/或极化轴比的理论值，与预先调试得到的修正数据组中的相位差和幅度比和/或极化轴比相比较，查照得到连续步进衰减器和连续步进移相器的调节组合值；

步骤13、控制模块根据调节组合值对连续步进衰减器和连续步进移相器进行调节，从而使得数据传输模块输送到信号发射/接收模块的波形为发射误差修正后的发射极化波。

为了实现上述目的，作为本发明的另一个方面，本发明提出一种混合极化合成孔径雷达的发射误差修正系统，包括信号发生模块、信号传输模块、信号发射/接收模块、控制模块和信号处理模块，其中：

信号发生模块产生待发射的信号，并将其输出到信号传输模块；

信号传输模块包括两个发射通道和两个接收通道，其中一个发射通道中设置有连续步进移相器和连续步进衰减器；

信号发射/接收模块将信号传输模块输入的信号以极化波的形式发射出去，并接收反射回来的极化波信号后输出到信号传输模块的接收通道；