[发明专利]基于双频段反射面天线的Geo-SAR卫星系统模糊度优化方法

说明书

一种基于双频段反射面天线的Geo‑SAR卫星系统模糊度优化方法，包括：计算距离向所有模糊点信号能量强度与目标信号能量强度的比值，得到成像范围内各分布目标的距离模糊度；计算方位向各模糊点信号能量之和与目标点能量的比值，得到成像范围内各分布目标的方位模糊度；除距离向和方位向之外，计算各模糊点信号能量之和与目标点能量的比值，得到成像范围内方位向各分布目标的交叉模糊度。本公开基于双频段Geo‑SAR的系统设计架构，给出了Geo‑SAR卫星的模糊度优化计算方法，具有良好的通用性，可以提升系统图像可读性。

技术领域

本发明涉及SAR卫星总体设计领域，特别涉及一种基于双频段反射面天线的Geo-SAR卫星系统模糊度优化方法。

背景技术

Geo-SAR卫星是微波遥感的发展趋势，卫星可以在±8.2°的地球锥形视场内实现快速指向并成像。

模糊是星载SAR不可避免的问题，模糊度是评价星载SAR图像优劣的重要指标之一。

根据经典的理论，模糊信号使有用回波信号图像像元的能量发生变化，或者在有用回波信号图像上叠加一些强点目标的“鬼影”，影响SAR图像质量。模糊度(ASR)是表征星载SAR模糊性能的基本参数，也是评价雷达图像质量的一个重要指标。其定义为在一个SAR图像分辨单元中模糊信号强度与主信号强度之比，经典的表达式为：

式中，B_p为方位向处理带宽，G²(f_d,τ)为双程远场天线方向图，σ₀(f_d,τ)为雷达后向散射系数，ρ_a是方位分辨率，ρ_gr是地距分辨率，R_st(f_d,τ)为成像点或模糊点到雷达的斜距，f_d为多普勒频率，τ为回波延迟时间，PRF为脉冲重复频率，m为多普勒频率域模糊数，n为回波时间域模糊数。

模糊信号可分为3类：

(1)距离模糊信号：当m＝0，n≠0时，与成像点具有相同多普勒频率，回波延迟相差整数倍脉冲重复时间，即处于同一等多普勒线的模糊点，其回波信号为距离模糊信号；

(2)方位模糊信号：当m≠0，n＝0时，与成像点具有相同斜距，而多普勒频率相差整数倍脉冲重复频率，即处于同一等距离线的模糊点，其回波信号为方位模糊信号；

(3)交叉模糊信号：当m≠0，n≠0时，与成像点多普勒频率相差整数倍脉冲重复频率，且回波延迟相差整数倍脉冲重复时间的模糊点，其回波信号为交叉模糊信号。

低轨星载SAR通常只需要考虑距离模糊度和方位模糊度，二者满足阈值约束即可，交叉模糊度一般远小于前二者，可忽略。对于Geo-SAR而言，首先由于轨道高度高，需要考虑地表球率，才能精确计算各模糊区的信号能量强度分布；其次因为大的偏航角，如果把天线方向图按照距离向和方位向简化为两个一维sinc函数，会产生很大误差，需要结合姿控算法和轨道位置精确计算二维方向图在地表的强度分布以及时变情况；第三，交叉模糊度对于Geo-SAR会明显变强，系统设计时需要综合考虑距离模糊度、方位模糊度和交叉模糊度的影响。

发明内容

本公开提供一种基于双频段反射面天线的Geo-SAR卫星系统模糊度优化方法，其能够实现对于距离、方位和交叉模糊度的优化计算。

本公开提供的基于双频段反射面天线的Geo-SAR卫星系统模糊度优化方法，包括以下步骤：

计算距离向所有模糊点信号能量强度与目标信号能量强度的比值，得到成像范围内各分布目标的距离模糊度；

计算方位向各模糊点信号能量之和与目标点能量的比值，得到成像范围内各分布目标的方位模糊度；