[发明专利]低轨小卫星分布式GNSS-S雷达系统及在轨处理方法

权利要求书

1.一种低轨小卫星分布式GNSS-S雷达系统，其特征在于，包括：

主卫星(50)，用于对探测区域的导航卫星信号进行接收与捕获跟踪，对海面舰船目标的GNSS-S回波信号进行接收与处理，对分布式GNSS-S雷达信息进行融合处理；

从卫星(10，20，30，40)，用于对探测区域的导航卫星信号进行接收与捕获跟踪，对海面舰船目标的GNSS-S回波信号进行接收与处理；

所述主卫星(50)和所述从卫星(10，20，30，40)均搭载有GNSS-S雷达接收机，所述GNSS-S雷达接收机可接收导航卫星发射的直达信号，提取时间同步信息与频率同步信息，并接收海面目标的回波信号，实现海面目标的检测与成像；

所述GNSS-S雷达接收机包括：

小口径相控阵天线(101)，用于对导航卫星直达信号进行接收与捕获跟踪，天线波束指向朝上，天线极化方式为右旋圆极化，且同时工作在f_c1和f_c2两个频段，f_c1为1.575GHz，f_c2为1.268GHz，天线增益G1大于10dB；

大口径相控阵天线(102)，用于对海面舰船目标回波信号进行接收，天线波束指向侧视朝下，天线极化方式为垂直线极化与水平线极化，且同时工作在f_c1和f_c2两个频段，天线增益G2大于35dB；

雷达电子学系统(103)，用于对导航卫星直达信号、海面GNSS-S回波信号进行接收、采样量化、在轨处理、在轨存储与信息传输；

所述小口径相控阵天线(101)和所述大口径相控阵天线(102)均只用于接收；

所述雷达电子学系统(103)包括：

双通道直达波接收机(1031)，用于对所述小口径相控阵天线(101)输出的两路GNSS直达信号进行放大与采样量化，获得两路数字域直达信号，记第n颗从卫星接收的频段1直达信号与频段2直达信号分别为Z_1,n(k)与Z_2,n(k)；其中，k为采样时间序列；

四通道回波信号接收机(1032)，用于对所述大口径相控阵天线(102)输出的四路GNSS-S回波信号进行放大与采样量化，获得四路数字域GNSS-S回波信号，记第n颗从卫星接收的频段1水平极化回波信号、频段1垂直极化回波信号、频段2水平极化回波信号、频段2垂直极化回波信号分别为s_H,1,n(k)、s_V,1,n(k)、s_H,2,n(k)、s_V,2,n(k)，且均为连续波信号。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述雷达电子学系统(103)还包括：

雷达主控单元(1033)，用于对信号接收与采样量化时序、数据存储时序、信号与信息处理时序、信息传输时序进行控制；

数据存储单元(1034)，用于对导航卫星直达信号、GNSS-S回波信号、目标雷达图像切片进行在轨存储；

频率源单元(1035)，用于同时输出三个时钟，其中两个时钟分别输出至所述双通道直达波接收机(1031)和所述四通道回波信号接收机(1032)作为采样频率，频率为100MHz-125MHz，二者时间同步误差小于500ps，另一时钟输出至所述雷达主控单元(1033)作为在轨处理工作频率，频率为200MHz-250MHz；

信号与信息处理单元(1036)，用于对GNSS-S回波信号进行预处理、多源雷达成像、舰船目标检测与切片图像提取；

信息传输单元(1037)，用于对分布式GNSS-S雷达信息进行星间传输与信息交互。