[发明专利]基于调频连续波体制的SAR系统及其处理方法

说明书

本公开提供了一种基于调频连续波体制的SAR系统，包括：收发天线；射频模块，连接到收发天线，包括发射通道、接收通道、频率源、功放模块；数字模块，连接到射频模块，包括控制模块、定时授时模块、AD模块、DA模块及记录模块；图像处理模块，连接到数字模块，包括运动补偿模块和成像处理模块。采用调频连续波体制构建SAR系统，基于FMCW体制对系统的主要性能参数进行设计，满足了系统结构简单、体积小、重量轻、成本低等优点，同时具有较高的距离分辨率。并且结合实际应用需求，设计了雷达系统的处理方法，以适应军事侦察、地质勘查、地形测绘、海洋勘测、农林勘查等众多领域的应用需求。

技术领域

本公开涉及SAR技术领域，尤其涉及一种基于调频连续波体制的SAR系统及其处理方法。

背景技术

合成孔径雷达(SAR)成像已经是一种成熟的相干微波遥感技术，能够提供大尺度二维高分辨率地球表面反射率图像。如图7所示，SAR是一种主动式雷达成像系统，通常工作于电磁波频谱中的微波区，即P波段到Ka波段之间。SAR成像系统通常以移动平台，如飞机、无人机(UAV)和航天飞机或卫星为载体，电磁波照射方向与航迹相垂直形成侧视观测几何。系统向地球表面发射微波信号并且接收被照射地物的后向散射电磁信号，然后依靠信号处理技术将所接收到的信号合成出一幅二维高分辨率地球表面反射率图像。

凭借主动工作模式，传感器无须依赖太阳光源，从而可以昼夜成像。此外，频率低于S波段的微波谱段可以避免来自云、雾、雨、尘等物质的影响，而S波段、C波段和X波段的SAR系统也可以在有云雾覆盖和降雨的情况下成像。因此，SAR成像系统具备了几乎全天候的全球范围对地观测能力。

由于SAR成像具有分辨率高、全天候、全天时、多极化、多频段、可穿透等特点，SAR在二十世纪中后期得到了迅速的发展，出现了各种形式的合成孔径雷达。根据载体可分为机载SAR、星载SAR；根据成像模式可分为条带式(Strip-map)、聚束式(Spot-light)、扫描式(Scan)，还有逆SAR、干涉SAR、极化SAR等；根据平台分布情况又可分为单站SAR、双/多站SAR等。如今，各种类型的SAR已广泛应用于军事侦察、地质勘查、地形测绘、海洋勘测、农林勘查等众多领域，成为人类对地观测一种不可替代的重要手段。

但是传统雷达存在体积大、重量大、功耗大导致搭载平台受限的技术问题，因此需要设计一种轻小型、低功耗、高精度的SAR系统，本公开提供了一种基于调频连续波体制的SAR系统及其处理方法，以满足各种轻小型平台对载荷的应用需求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种基于调频连续波体制的SAR系统及处理方法，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种基于调频连续波体制的SAR系统，包括：

收发天线，包括发射天线与接收天线，发射天线完成激励信号对外的空间电磁辐射，接收天线完成雷达空间电磁波的接收，送入射频模块进行处理；

射频模块，连接到收发天线，包括发射通道、接收通道、频率源、功放模块，其中，发射通道对数字中频信号进行上变频、滤波放大处理，生成发射激励信号，进入功放模块；功放模块对发射激励信号进行功率放大，然后送到发射天线，对外辐射；接收通道负责对接收天线的回波信号进行放大、滤波和增益控制，同时接收通道连接到功放模块，接收参考信号作为接收通道本振；频率源连接到发射通道，用于为系统提供相参时钟信号；