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《地球同步軌道SAR“凝視”成像波束指向控制分析.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。
1、第14卷第23期2014年8月科學(xué)技術(shù)與工程Vo1．14No．23Aug．2014l671—1815(2014)23—0066—07ScienceTechnologyandEngineering⑥2014Sci．Tech．Engrg．地球同步軌道SAR“凝視”成像波束指向控制分析黃顏顏胡文龍，江冕’'朱雪瑩’’張浩龍’'(中國(guó)科學(xué)院空間信息處理與應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所；中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京100190)摘要針對(duì)地球同步軌道星載合成孔徑雷達(dá)(geosynchronoussyntheticapertureradar，GEOSAR)
2、“凝視”成像，分析其天線波束指向控制需求，定義天線波束二維指向角，提出天線波束二維步進(jìn)式指向控制及同步與非同步控制方法，是一種有效地實(shí)現(xiàn)GEOSAR天線波束控制的方法。應(yīng)用成對(duì)回波理論分析天線波束二維指向控制對(duì)回波信號(hào)的影響，波束指向被控造成回波方位向信號(hào)的幅度調(diào)制，引起成對(duì)回波，定量分析波束指向控制步長(zhǎng)與成對(duì)回波幅度和位置之間的關(guān)系，提出成對(duì)回波性能指標(biāo)，為GEOSAR“凝視”天線波束指向控制步長(zhǎng)的合理設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。最后通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證了理論分析的正確性。關(guān)鍵詞地球同步軌道SAR波束指向波束指向控制成對(duì)回波中圖法分類(lèi)號(hào)TN957；文獻(xiàn)標(biāo)志碼A地
3、球同步軌道SAR(geosynchronoussynthetic鑒低軌SAR聚束模式天線波束指向控制方法，提出ape~ureradar，GEOSAR)是一種新體制星載SAR，適用于GEOSAR“凝視”成像的波束二維步進(jìn)指向1978～1983年由KiyoTomiyasu首先提出¨，近年控制方法。來(lái)得到廣泛關(guān)注和研究。與低軌SAR相比，1．1天線波束二維指向角GEOSAR重訪周期短、覆蓋面廣，最重要的是，可為了分析地球同步軌道SAR“凝視”成像天線，以利用星地相對(duì)運(yùn)動(dòng)和天線波束指向控制構(gòu)成“凝在此給出天線波束指向角的定義。如圖1所示，衛(wèi)視”成像工作方式，
4、實(shí)現(xiàn)對(duì)地面固定目標(biāo)長(zhǎng)時(shí)間持星星下點(diǎn)的連線SO與視軸方向sT的夾角0定義續(xù)性成像觀測(cè)。為使GEOSAR波束長(zhǎng)時(shí)間“凝視”為距離向指向角，衛(wèi)星速度方向與視軸方向sT同一片區(qū)域，需要對(duì)GEOSAR天線波束進(jìn)行指向控的夾角0。定義為方位向指向角，右側(cè)視時(shí)為正，左制，但是目前并沒(méi)有相關(guān)研究。側(cè)視時(shí)為負(fù)。其中，衛(wèi)星相對(duì)地球的運(yùn)動(dòng)在地心地關(guān)于低軌星載SAR聚束模式和TOPSAR天線固坐標(biāo)系中進(jìn)行描述。該坐標(biāo)系以地心為坐標(biāo)系原波束指向控制的研究已經(jīng)很多卜_“j，它們合成孔徑點(diǎn)，軸位于赤道平面，正方向指向格林尼治子午時(shí)間短，近似為直線運(yùn)動(dòng)，通常情況下只需要沿運(yùn)動(dòng)線，z
5、軸為地球自轉(zhuǎn)軸，正方向指向北極方向，l，軸方向進(jìn)行一維控制。但GEOSAR“凝視”成像工作符合右手定則¨。方式合成孔徑時(shí)問(wèn)長(zhǎng)，存在復(fù)雜的非直線相對(duì)運(yùn)動(dòng)，表1GEOSAR仿真參數(shù)使得低軌SAR一維波束指向控制方法不再完全適Table1GEOSARsimulationfigure用，需要提出新的二維波束指向控制方法。1天線波束指向控制的數(shù)學(xué)模型要實(shí)現(xiàn)GEOSAR“凝視”成像，需要分析天線波束指向需求，定義二維波束指向角，針對(duì)GEOSAR“8”字形星下點(diǎn)軌跡，分析指向角的變化規(guī)律。借表2三個(gè)目標(biāo)點(diǎn)Table2Longitudeandlatitudeofta
6、rgets2014年3月13日收到第一作者簡(jiǎn)介：黃顏顏(1987一)，女，碩士。研究方向：雷達(dá)信號(hào)與信息處理。E—mail：huangerda@163．COrn。68科學(xué)技術(shù)與工程14卷』——目———‘毫＼／／，、＼、＼／／{，／—立．
7、
8、}＼／／，V時(shí)問(wèn)m／＼／／／》，／／、／l；／／／圖3指向角變化Fig．3Antennabeampointingangle式(7一)。中圣，為測(cè)繪帶方叵位向或距離向?qū)挾?，為天線波束控制比率J，是地距向或方位向速度。=0時(shí)，為理想情況，天線波束視角持續(xù)變化；=1時(shí)間／0(b)同步控制時(shí)為的極大值；若>1天線波束移出成
9、像區(qū)域，圖4步進(jìn)控制波束指向變化圖將不滿(mǎn)足“凝視”模式天線波束指向控制的要求。Fig．4Antennabeampointinganglewith在GEOSAR“凝視”成像工作方式中，由式(3)steppedsteering可以得出方位向與距離向控制步長(zhǎng)分別為~aW6rWaaar2天線波束指向控制對(duì)回波信號(hào)的影tt0a：=————；to：=———(L86)ar響分析式(8)中，、為測(cè)繪帶方位向、距離向?qū)挾龋凑粘蓪?duì)回波理論，天線波束指向被控，會(huì)使回是衛(wèi)星速度在方位向分量，是衛(wèi)星速度在地距向波的幅度產(chǎn)生調(diào)制，影響回波信號(hào)¨。下面針對(duì)均分量，占占為天線方位
10、向、距離向波束控制比率，勻加權(quán)的天線，分別分析方位向和距離向GEOSAR其中0≤≤1，0≤≤1?！澳暋碧炀€
