[发明专利]负折射率雷达成像系统

说明书

技术领域

负折射率雷达成像系统的技术领域属于雷达成像，天线，人造电磁材料领域的交叉领域。

背景技术

由于SAR雷达成像系统在白天黑夜，有云，雾或烟尘的环境均能对地面目标成像，故从20世纪90年代起受到广泛重视。20世纪90年代前半期的卫星SAR质量轻，体积大，费用高，近年来的发展趋向于质量轻，体积小，费用低，高敏捷，低功耗，且具备多成像模式，高分辨和对指定区域快速响应成像能力的敏捷SAR。不管用怎样的方式，SAR天线及其外围设备占了星载SAR系统的大部分重量，而且合成孔径的大小决定了成像的分辨率。目前提高分辨率的方法就只是增大合成孔径的长度，为此设计了复杂的聚束波束成像系统和分布式准确编队的小卫星成像系统(每个小卫星被设计为一个大的DBF阵列的一个单元)。这样依靠提高设备的复杂度的方法，虽然提高了分辨率，但是耗资巨大，同时复杂的编队模式会妨碍雷达成像算法的实时性。

随着左手介质材料等新型材料的问世，采用左手介质材料的雷达成像系统的成像原理可以不依赖于大的合成孔径便成出任意高分辨率的像。

发明内容

本发明的目的在于解决SAR雷达成像系统中合成孔径长度对成像分辨率的约束，即解决只有增大合成孔径的长度，才能提高成像分辨率的约束。

为了达到上述目的，本发明提供的负折射率雷达成像系统，包括：采用左手介质的雷达接收天线及射频单元；雷达发射天线及射频单元；控制中心；发射基带处理单元；采集回波数据的图像采集单元；将采集的回波数据成像的图像处理单元；所述采用左手介质材料的雷达接收天线及射频单元，采集回波数据的图像采集单元和将采集的回波数据成像的图像处理单元依次连接；雷达发射天线及射频单元与产生调制波的发射基带处理单元相连；控制中心分别与图像处理单元和发射基带处理单元相连。

根据本发明提供的负折射率雷达成像系统的优选技术方案是：采用的左手介质材料是通过在材料的关键物理尺度上设计有序的结构形成人工复合结构，从复合结构的每个单元看其等效介电常数和等效磁导率均小于零，从而它具有天然材料所不具备的负折射率的超常物理性质。所述负折射率雷达成像系统是采用左手介质材料雷达天线的新型高分辨率雷达成像系统。

根据本发明提供的负折射率雷达成像系统的优选技术方案是：采用左手介质材料的雷达接收天线包括：左手介质上层板；激励天线；所述左手介质上层板是左手介质板被放置在与激励天线辐射口径平行的并有一定距离的平面处，所述左手介质上层板的中间是平面，周边可以是其它形状，这里不作规定。

根据本发明提供的负折射率雷达成像系统的优选技术方案是：采用左手介质材料的雷达接收天线，依据左手介质上层板与激励天线辐射口径间的距离的不同，左手介质上层板可以是高透射率面，也可以是具有不同反射相位的高反射率面，所述高透射率左手介质上层板是指照射到左手介质上层板入射波的能量的85％以上可以透过左手介质上层板，所述具有不同反射相位的高反射率左手介质上层板是指入射到左手介质上层板的入射波的能量的85％以上被反射，反射波的相位可以是不同值。

根据本发明提供的负折射率雷达成像系统的优选技术方案是：将采集的回波数据成像的图像处理单元包括负折射率雷达成像系统的高分辨率成像原理，所述负折射率雷达成像系统的高分辨率成像原理是由于左手介质材料的负折射率的特殊性能，可以使激励天线在距目标近的距离上成出激励天线的像，简称像天线，像天线所在的像平面距目标的距离可以通过调整左手介质材料的等效介电常数和等效磁导率控制，从而调整了成像的分辨率的大小，理论上成像分辨率可以精确到一个点，这从根本上解决了合成孔径的长度对成像分辨率的约束：即很小的合成孔径长度就可以成出任意高分辨率的像；即采用条带式成像模式就可以实时的获取任意高分辨率的像。

根据本发明提供的负折射率雷达成像系统的优选技术方案是：激励天线通过左手介质层成的像平面可以在激励天线和目标之间，也可以是目标在激励天线和激励天线像平面之间。

本发明的有益的技术效果是：通过将具有负折射率的左手介质用于雷达成像系统的接收天线，使激励天线在距目标近的距离上成出激励天线的像，像天线所在的像平面距目标的距离可以通过调整左手介质的等效介电常数和等效磁导率控制，从而调整了成像分辨率的大小，理论上分辨率可以精确到一个点，这从根本上解决了合成孔径的长度对成像分辨率的约束：即很小的合成孔径长度就可以获得任意高分辨率的像；即采用条带式成像模式就可以实时的获取任意高分辨率的像。

说明书附图

图1本发明负折射率雷达成像系统结构框图；