[发明专利]一种多角度微变监测雷达系统及其数据处理方法

说明书

本申请属于雷达监测领域，特别涉及一种多角度微变监测雷达系统及其数据处理方法。本申请提供的雷达系统包括：由线性阵列围成的本体，所述线性阵列包括多组收发天线；控制模块，能够控制每组线性阵列及其对应的每组收发天线依次切换到工作状态；雷达主机，在线性阵列及其对应的收发天线切换到工作状态的情况下，雷达主机能够通过收发天线发射电磁波以及通过收发天线采集电磁波产生的回波数据；成像处理模块，用于根据回波数据进行成像。本申请的技术方案实现了360°全方位区域快速监测而且也可以灵活地选择监测区域，克服了依靠线性轨道运动来实现微变监测的雷达监测系统存在的监测范围受局限、监测区域不灵活的问题。

技术领域

本申请属于雷达监测领域，特别涉及一种多角度微变监测雷达系统及其数据处理方法。

背景技术

针对边坡形变的安全监测是指对一定范围内岩体及土体的位移、沉降、滑坡、倾斜或建筑物、构筑物及其地基等形变所进行的测量工作，其监测的主要目的是应用各种测量手段，测定形变体的形状、位置在时域、空域中的变化特征，并解释其发生的原因，了解和掌握灾害的演变过程；目前，采用微波雷达的监测技术是目前主流的监测手段。

目前，国内外现有的微变监测雷达系统的实现方式分为两大类：一是通过轨道运动来合成长孔径天线，二是通过实孔径扫描的方式。通过轨道运动来合成长孔径天线的微变监测雷达系统主要有欧盟综合研究中心(JRC)研制LISA系统、意大利IDS公司的IBIS—L系统、荷兰FASTGBSAR系统，雷达主机在线性轨道做线性运动来合成长孔径天线，从而实现方位向的高分辨率，利用雷达主机发射信号实现距离向的分辨率，至此获得了被监测范围的二维图像，根据生成的图像来提取形变的信息对观测区域进行形变监测；通过实孔径扫描来实现微变监测雷达有南非的MSR系统、瑞士GAMMA便携式雷达干涉仪，系统先对边坡面进行分区域的扫描成像，然后将每个区域的扫描监测结果与之前获得的扫描监测数据进行比较，最终提取出形变信息。

依靠线性轨道运动来实现微变监测的雷达系统其缺陷主要有两个，一是监测范围只能为线性轨道的正前方区域，对线性轨道斜前方区域监测不到，导致监测范围存在局限性，若想要扩大监测范围，需要多套监测雷达配合监测，这不仅增加应用成本而且由于实际监测范围不规则，多套设备同时监测，导致监测范围可能会重叠，降低设备利用率；二是为监测范围固定不变，导致监测区域的选择不灵活。因此，本申请提出了一种多角度微变监测雷达系统及其数据处理方法来解决上述技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有依靠线性轨道运动来实现微变监测的雷达系统存在的监测范围受局限、监测区域不灵活的问题，本申请提供了一种能够扩大监测视野范围、实现360°全方位区域快速监测而且也可以灵活选择监测区域的多角度微变监测雷达系统。

该多角度微变监测雷达系统包括：由线性阵列围成的本体，所述线性阵列包括多组收发天线；控制模块，所述控制模块能够控制每组线性阵列及其对应的每组收发天线依次切换到工作状态；雷达主机，在所述线性阵列及其对应的收发天线切换到工作状态的情况下，所述雷达主机能够通过所述收发天线的发射天线发射电磁波以及通过所述收发天线的接收天线采集所述电磁波产生的回波数据；成像处理模块，所述成像处理模块用于根据所述回波数据进行成像。

在上述多角度微变监测雷达系统的优选实施方式中，所述多角度微变监测雷达系统还包括：伺服电机、阵列控制开关和微波开关，所述伺服电机能够根据所述控制模块的控制信号依次切换所述阵列控制开关以使每组线性阵列依次切换到工作状态；以及当线性阵列切换到工作状态之后，所述伺服电机还能够根据所述控制模块的控制信号依次切换所述微波开关以使当前处于工作状态的线性阵列的每组收发天线依次切换到工作状态。