[发明专利]一种基于卫星编队的微波凝视关联成像方法及系统

权利要求书

1.一种基于卫星编队的微波凝视关联成像方法，其特征在于，应用于基于卫星编队的微波凝视关联成像系统，该系统由一颗中心主卫星和设定数量的伴飞卫星构成；其中，多颗卫星分别为静止轨道卫星；其中，所述设定数量的伴飞卫星按照设定规则稀疏分布于所述中心主卫星周围，构成设定口径的随机辐射源天线阵列；该方法包括：

各个伴飞卫星同时向目标成像区域辐射微波随机辐射场；

所述中心主卫星接收所有的微波随机辐射场作用于所述目标成像区域后的全部散射回波，并根据所接收的散射回波，通过关联成像算法，计算得到所述目标成像区域的图像；

所述伴飞卫星的天线由在天线口面随机排布的第一数量的天线子阵构成，所述天线子阵包括由第二数量的天线阵元组成的均匀矩形栅格相控阵天线；所述伴飞卫星可以通过控制自身天线阵元的随机附加相位，生成动态、时变、空间随机分布的天线方向图；

所述伴飞卫星可以通过控制自身天线阵元的随机附加相位，生成动态、时变、空间随机分布的天线方向图包括：

将第m个伴飞卫星天线阵列第n个相控阵天线子阵的第w行第e列阵元的第l个随机跳频脉冲信号的附加相移值设为：

其中，1≤n≤N，w为阵元在子阵内X方向上的编号，w＝1,2,…W；e为阵元在子阵内Y方向上的编号，e＝1,2,··E；△φ_x为在X方向上相邻阵元的空间相位差，△φ_y为在Y方向上相邻阵元之间的空间相位差，分别为第m个伴飞卫星天线第n个相控天线子阵最大波束指向的俯仰角和方位角；d_x为在X方向上阵元间距；d_y为在Y方向上阵元间距；为第m个伴飞卫星天线阵列第n个子阵在第l个脉冲信号额外附加的随机相移，该随机相移在单个脉冲内保持不变，而在脉冲之间的选取则是满足独立同分布的随机过程，γ＝2π/λ为自由空间波数，λ为工作波长；

在第l个脉冲时，第m个伴飞卫星阵列天线动态、空间随机分布的天线方向图为：

其中，表示指向成像区域不同目标散射点的俯仰角和方位角，为第m个伴飞卫星第l个脉冲时第n个相控阵子阵天线方向图，d_x为在X方向上阵元间距；d_y为在Y方向上阵元间距；为第m个伴飞卫星天线阵列阵因子，P_x(n)和P_y(n)为第n个子阵在X方向和Y方向的位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定数量的伴飞卫星按照设定的规则稀疏分布于所述中心主卫星周围，包括：

所述设定数量的伴飞卫星按照设定的规则，稀疏分布于以所述中心主卫星为圆心的设定半径的圆形轨迹上。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各个伴飞卫星同时向目标成像区域辐射微波随机辐射场，包括：

各个伴飞卫星同步生成相互正交的随机脉冲信号；

各个伴飞卫星分别根据自身生成的随机脉冲信号以及自身生成的天线方向图，在天线波束内生成指向目标成像区域的微波随机辐射场。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述各个伴飞卫星在天线波束内生成的指向目标成像区域的微波随机辐射场以部分交叠的方式覆盖所述目标成像区域。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述各个伴飞卫星同步生成相互正交的随机脉冲信号，包括：

各个伴飞卫星同步生成相互正交的随机跳频脉冲信号。