多极化星载SAR模糊比分析与计算

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1、第20卷第1期2011年1月航天器工程SPACECRAFTENGlNEERINGV01．20No．145多极化星载SAR模糊比分析与计算李延1丁泽刚2郭佳佳1(1北京空间飞行器总体设计部，北京100094)(2北京理工大学，北京100081)摘要模糊比的计算是星栽SAR系统设计需要考虑的重要方面，多极化系统的模糊比分析与单极化不同，尤其是距离向模糊比与单极化系统有很大的差异。文章主要针对这一问题，给出了多极化模糊比的模型，推导出计算公式，最后给出系统设计的仿真结果以及相应的结论。关键词多极化；合成孔径雷达；距离模糊；方位模糊中图分类号：TN951文献标志码：A文章编号：1673

2、—8748(2011)01-0045—05AmbiguityAnalysisandCalculationofPolarimetricSARLIYanlDINGZegan92GUOJiajial(1BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)(2BeijingInstituteofTechnology，Beijing100081，China)Abstract：TheambiguityisoneofthecrucialperformanceparametersinspaceborneSARsys

3、temdesign．TheambiguityofpolarimetricSARisdifferentfromthatofsinglepolarimetricSAR，es‘peciallyrangeambiguity．Thecomputationoftheambiguity—to-signalratioinpolarimetricSARispresented．Thecomputersimulationresultsarepresented，andsomeconclusionsareobtained．Keywords：polarization；syntheticaperturera

4、dar；rangeambiguity；azimuthambiguity71引言多极化合成孔径雷达系统是目前世界各国许多合成孔径雷达(SAR)领域的重要发展方向之一。多极化相对于单极化而言，能够提供更多的目标信息和地物散射特性，这也是多极化的最大优点。目前已有不少星载SAR实现了多极化工作模式，如德国的“陆地合成孔径雷达卫星”(TerraSAR)、加拿大雷达卫星一2(Radarsat一2)等。目前我国也在开展多极化星载SAR系统的研究T作。星载SAR模糊比(ASR)指模糊性与信号之比，它是系统的一项重要性能参数。单极化星载系统模糊比的计算已经非常成熟了，但对于多极化星载SAR系统

5、而言。其同极化回波与交叉极化回波之间的相互耦合，使得多极化系统的模糊性分析更加复杂，尤其是交叉极化模糊比急剧恶化。因此，为了得到质量满意的图像。分析计算模糊比成为了多极化系统设计的重要问题。本文详细分析了多极化系统模糊比的计算，推导出了多极化模糊比的计算公式。最后对海洋、森林两种典型目标的模糊比进行了比较。2多极化SAR模糊问题多极化SAR系统的模糊问题与单极化类似，同样分为方位向模糊和距离向模糊。方位向的模糊是由于SAR系统的脉冲工作体制产生的。雷达系统以发射脉冲重复频率(PRF)对方位向采样．使得方位向频谱以PRF为周期搬移。方位向频谱的混叠形成收稿日期：2010—08—0

6、3：修回日期：2010—09—06基金项目：固家“对地高分辨率观测”专项基金作者简介：李延(1973一)．男．博士。高级工程师．主要从事天基雷迭领域研究工作．46航天器工程20卷了模糊问题。距离向相差整数个脉冲重复周期(PRT)的回波同时到达接收机，使得距离向产生模糊问题‘1。，并且多极化系统距离模糊与极化方向有关。2．1方位向模糊比文献[2]中给出了方位向模糊比表达式，与单极化时相同。但多极化系统不同极化方向信号收发时序的组合，形成四种不同的工作时序L3j：交替发射同时接收、交替发射交替接收、同时发射同时接收和同时发射交替接收。为了减小方位向的频谱混叠，不同时序工作模式的PR

7、F与多普勒带宽的关系也不同，方位向模糊比修正为：妻巴G2c，+m·PRF／k)d，AASR一旦生—1可r—————一I”G2(厂)dfJ—Bp／2(1)其中，，是回波频率，G(厂)为方位向天线功率方向图，PRF为脉冲重复频率，B。为多普勒带宽，m为回波频率与当前PRF相差的PRF整倍数，志代表不同的工作时序，具体取值如表1所示。裹1七在不同工作时序时的取值衰Table1七ValuewithdifferentworkingscheduleT作时序七交替发射同时接收2交替发射交替接收4同时发射同