本發(fā)明涉及合成孔徑雷達(dá)(SAR)遙感領(lǐng)域，尤其涉及一種混合極化合成孔徑雷達(dá)、發(fā)射誤差修正系統(tǒng)及修正方法。
背景技術(shù)：
：近年來隨著雷達(dá)技術(shù)的快速發(fā)展，雷達(dá)已廣泛應(yīng)用于航天控制、軍事探測、目標(biāo)檢測、林業(yè)遙感、環(huán)境監(jiān)督等眾多領(lǐng)域。為了更好地實(shí)現(xiàn)雷達(dá)遙感應(yīng)用與目標(biāo)探測，極化雷達(dá)應(yīng)運(yùn)而生且在過去的60年來蓬勃發(fā)展。目前要極化SAR系統(tǒng)設(shè)計(jì)的趨勢是高分辨率、寬測繪帶寬以及多極化。但是要同時達(dá)到這三者效果所需的系統(tǒng)帶價是巨大的。在2005年由Souyris等人首先提出了簡縮極化的概念。在該模式下，可以通過損失部分極化信息帶來測繪幅寬加倍與數(shù)據(jù)量減半的優(yōu)勢。另外，通過后期數(shù)據(jù)處理的方法，可以在某些應(yīng)用中得到與全極化數(shù)據(jù)處理相近甚至相等的結(jié)果。但是由于簡縮極化各模式要求發(fā)射的極化波有別于傳統(tǒng)極化系統(tǒng)發(fā)射的水平(H)或者垂直(V)線性極化波，因此需要設(shè)計(jì)能夠兼容簡縮極化模式的新型極化SAR系統(tǒng)。在2007年Raney首先提出了混合極化架構(gòu)的概念。使用該架構(gòu)，極化SAR系統(tǒng)可以支持簡縮極化中的圓發(fā)線收(CircularTransmitLinearReceive，CTLR)模式。在2008年，Raney又對混合極化架構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)工作，使得基于該架構(gòu)的極化SAR系統(tǒng)可以進(jìn)一步支持圓極化基發(fā)射、圓極化基接收的全極化模式?；旌蠘O化架構(gòu)帶來的優(yōu)點(diǎn)除能夠使極化SAR系統(tǒng)支持簡縮極化中的CTLR模式外，還可以增加極化SAR系統(tǒng)全極化模式下的測繪幅寬、減少極化SAR系統(tǒng)需要處理的數(shù)據(jù)量、降低雷達(dá)系統(tǒng)整體的成本。但是該技術(shù)存在以下兩個缺點(diǎn)：(1)在雙極化模式下，發(fā)射誤差即使能夠通過不同的標(biāo)定方法精確測得，仍不可修正；(2)由于該架構(gòu)僅支持發(fā)射圓極化波，因此基于該架構(gòu)的極化SAR系統(tǒng)僅能支持簡縮極化中的CTLR模式，而不是所有的簡縮極化模式。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：基于以上問題，本發(fā)明的主要目的在于提出一種混合極化合成孔徑雷達(dá)、發(fā)射誤差修正系統(tǒng)及修正方法，用于解決上述技術(shù)問題中的至少之一。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，作為本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種混合極化合成孔徑雷達(dá)，包括信號發(fā)生模塊、信號傳輸模塊、信號發(fā)射/接收模塊和控制模塊，其中：信號傳輸模塊包括兩個發(fā)射通道，其中一個發(fā)射通道中設(shè)置有連續(xù)步進(jìn)移相器和連續(xù)步進(jìn)衰減器；控制模塊，用于控制信號傳輸模塊，并根據(jù)預(yù)先調(diào)試得到的修正數(shù)據(jù)組中與發(fā)射極化波的理論值相匹配的修正數(shù)據(jù)，來對連續(xù)步進(jìn)移相器和連續(xù)步進(jìn)衰減器進(jìn)行調(diào)制，以使信號傳輸模塊輸送到信號發(fā)射/接收模塊的信號為修正了發(fā)射誤差的信號。進(jìn)一步地，上述信號發(fā)生模塊包括一波形發(fā)生器和一功分器，控制模塊也控制波形發(fā)生器，使其產(chǎn)生不同模式的信號。進(jìn)一步地，上述信號傳輸模塊還包括兩個接收通道和兩個轉(zhuǎn)換開關(guān)，控制模塊控制兩個轉(zhuǎn)換開關(guān)用于使信號傳輸?shù)叫盘柊l(fā)射/接收模塊以發(fā)射信號，或?qū)⑿盘柊l(fā)射/接收模塊接收的信號傳輸?shù)絻蓚€接收通道。進(jìn)一步地，上述預(yù)先調(diào)試得到的修正數(shù)據(jù)組以預(yù)失真查找表的形式存儲，預(yù)失真查找表包括連續(xù)步進(jìn)衰減器與連續(xù)步進(jìn)移相器的所有調(diào)節(jié)數(shù)值組合、與調(diào)節(jié)組合相對應(yīng)的幅度比和相位差和/或極化波的極化軸比?；谝陨匣旌蠘O化合成孔徑雷達(dá)，本發(fā)明另一方面提出一種混合極化合成孔徑雷達(dá)的發(fā)射方法，包括以下步驟：步驟11、控制模塊計(jì)算混合極化合成孔徑雷達(dá)發(fā)射極化波的相位差和幅度比的理論值和/或極化軸比的理論值；步驟12、控制模塊根據(jù)相位差和幅度比的理論值和/或極化軸比的理論值，與預(yù)先調(diào)試得到的修正數(shù)據(jù)組中的相位差和幅度比和/或極化軸比相比較，查照得到連續(xù)步進(jìn)衰減器和連續(xù)步進(jìn)移相器的調(diào)節(jié)組合值；步驟13、控制模塊根據(jù)調(diào)節(jié)組合值對連續(xù)步進(jìn)衰減器和連續(xù)步進(jìn)移相器進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使得數(shù)據(jù)傳輸模塊輸送到信號發(fā)射/接收模塊的波形為發(fā)射誤差修正后的發(fā)射極化波。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，作為本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明提出一種混合極化合成孔徑雷達(dá)的發(fā)射誤差修正系統(tǒng)，包括信號發(fā)生模塊、信號傳輸模塊、信號發(fā)射/接收模塊、控制模塊和信號處理模塊，其中：信號發(fā)生模塊產(chǎn)生待發(fā)射的信號，并將其輸出到信號傳輸模塊；信號傳輸模塊包括兩個發(fā)射通道和兩個接收通道，其中一個發(fā)射通道中設(shè)置有連續(xù)步進(jìn)移相器和連續(xù)步進(jìn)衰減器；信號發(fā)射/接收模塊將信號傳輸模塊輸入的信號以極化波的形式發(fā)射出去，并接收反射回來的極化波信號后輸出到信號傳輸模塊的接收通道；信號處理模塊接收信號傳輸模塊兩個接收通道傳輸?shù)男盘?，并對其進(jìn)行處理，通過在連續(xù)步進(jìn)移相器和連續(xù)步進(jìn)衰減器的不同調(diào)節(jié)參數(shù)組合下處理得到兩個發(fā)射通道的不同特性參數(shù)，并將其作為預(yù)先調(diào)試得到的修正數(shù)據(jù)組進(jìn)行存儲；控制模塊控制發(fā)射誤差修正系統(tǒng)的正常工作，并基于與發(fā)射極化波的理論值最接近的兩個發(fā)射通道的特性參數(shù)相對應(yīng)的調(diào)節(jié)組合，對連續(xù)步進(jìn)移相器和連續(xù)步進(jìn)衰減器進(jìn)行調(diào)制，以使信號發(fā)射/接收模塊發(fā)射的信號實(shí)現(xiàn)發(fā)射誤差的修正。進(jìn)一步地，上述信號發(fā)生模塊包括一波形發(fā)生器和一功分器，控制模塊控制也控制波形發(fā)生器，使其產(chǎn)生不同模式的信號。進(jìn)一步地，上述預(yù)先調(diào)試得到的修正數(shù)據(jù)組以預(yù)失真查找表的形式存儲，所述兩個發(fā)射通道的特性參數(shù)為兩個發(fā)射通道信號的相位差和幅度比和/或極化軸比。進(jìn)一步地，上述信號傳輸模塊還包括兩個轉(zhuǎn)換開關(guān)，控制模塊控制兩個轉(zhuǎn)換開關(guān)用于使信號傳輸?shù)叫盘柊l(fā)射/接收模塊以發(fā)射信號，或?qū)⑿盘柊l(fā)射/接收模塊接收的信號傳輸?shù)絻蓚€接收通道?；谝陨纤龅幕旌蠘O化合成孔徑雷達(dá)的發(fā)射誤差修正系統(tǒng)，本發(fā)明另一方面提出一種混合極化合成孔徑雷達(dá)的發(fā)射誤差修正方法，包括以下步驟：步驟21、控制模塊對連續(xù)步進(jìn)移相器和連續(xù)步進(jìn)衰減器進(jìn)行調(diào)節(jié)，得到連續(xù)步進(jìn)移相器和連續(xù)步進(jìn)衰減器的所有調(diào)節(jié)數(shù)值組合；步驟22、信號發(fā)射/接收模塊將信號傳輸模塊輸入的信號以極化波的形式發(fā)射出去，并接收反射回來的極化波信號后輸出到信號傳輸模塊的兩個接收通道；步驟23、信號處理模塊接收兩個接收通道傳輸?shù)男盘?，并對其進(jìn)行處理，得到與所有調(diào)節(jié)數(shù)值組合相對應(yīng)的兩個發(fā)射通道的相位差和幅度比和/或極化軸比，并將其與所有調(diào)節(jié)數(shù)值組合作為預(yù)先調(diào)試得到的修正數(shù)據(jù)組進(jìn)行存儲；當(dāng)混合極化合成孔徑雷達(dá)進(jìn)行發(fā)射時，信號控制模塊根據(jù)預(yù)先調(diào)試得到的修正數(shù)據(jù)組，得到與發(fā)射極化波的理論值相對應(yīng)的修正數(shù)據(jù)，并參照此修正數(shù)據(jù)對連續(xù)步進(jìn)移相器和連續(xù)步進(jìn)衰減器進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使信號發(fā)射/接收模塊發(fā)射的信號實(shí)現(xiàn)發(fā)射誤差的修正。本發(fā)明提出的混合極化合成孔徑雷達(dá)、發(fā)射誤差修正系統(tǒng)及修正方法，相比傳統(tǒng)的混合極化合成孔徑雷達(dá)具有以下有益效果：1、本發(fā)明中信號處理模塊接收兩個接收通道的信號并測量計(jì)算得到兩路通道信號問的幅度比和相位差，對得到的幅度比和相位差與預(yù)失真查找表相比得到最佳移相值與衰減值，通過控制模塊對連續(xù)步進(jìn)移相器和連續(xù)步進(jìn)衰減器進(jìn)行相應(yīng)調(diào)制，從而可以生成發(fā)射誤差修正后的發(fā)射極化波；2、本發(fā)明通過調(diào)制連續(xù)步進(jìn)移相器和連續(xù)步進(jìn)衰減器，可以支持任意極化波的發(fā)射，因此可以進(jìn)一步支持簡縮極化中的π/4模式以及發(fā)射橢圓極化波，使用H/V極化基進(jìn)行接收的廣義簡縮極化模式；3、本發(fā)明由于采用混合極化模式，因此提出的混合極化合成孔徑雷達(dá)具有高分辨率、寬測繪帶寬的優(yōu)點(diǎn)。附圖說明圖1是現(xiàn)有技術(shù)中混合極化合成孔徑雷達(dá)的結(jié)構(gòu)示意框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的混合極化合成孔徑雷達(dá)的結(jié)構(gòu)示意框圖；圖3是右旋圓極化波發(fā)射誤差的示意圖。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明?，F(xiàn)有混合極化合成孔徑雷達(dá)的結(jié)構(gòu)示意框圖如圖1所示，其工作原理為波形發(fā)生器產(chǎn)生的信號通過功分器分為兩路功率相等的信號，再將其中一路的相位移相90°，產(chǎn)生圓極化波，其發(fā)射與接收所用極化基不相同，接收極化基為H/V線型極化基，發(fā)射為圓極化基。其最大問題為在雙極化模式下，發(fā)射極化波的發(fā)射誤差不可修正。以右旋圓極化波為例，雙極化模式下的系統(tǒng)模型為：或簡寫為：其中M是測得的散射矩陣，S是真實(shí)散射矩陣，其下標(biāo)VH和VV分別表示笛卡爾坐標(biāo)系下的發(fā)射與接收極化基，RE代表單路法拉第旋轉(zhuǎn)矩陣，Ω是法拉第旋轉(zhuǎn)角，R是接收誤差矩陣，而N代表各測量中的加性噪聲項(xiàng)。M中的下標(biāo)表示右旋圓極化發(fā)射，H與V極化基接收。R包括接收中的串?dāng)_項(xiàng)δ1和δ2，與通道不平衡項(xiàng)f1。kRHC與kLHC分別是右旋圓極化與左旋圓極化的瓊斯矢量，δ是右旋圓極化發(fā)射時的總串?dāng)_項(xiàng)。實(shí)數(shù)項(xiàng)A代表受距離r、俯仰角φ影響的全局增益項(xiàng)。復(fù)數(shù)項(xiàng)ejφ代表電磁波往返的相位延遲和與系統(tǒng)無關(guān)的相位影響。從上式可知，即使準(zhǔn)確知道總的發(fā)射串?dāng)_項(xiàng)，也無法通過乘上對應(yīng)逆矩陣的方式直接對發(fā)射誤差進(jìn)行修正?；谏鲜鰡栴}，本發(fā)明提出一種混合極化合成孔徑雷達(dá)，包括信號發(fā)生模塊、信號傳輸模塊、信號發(fā)射/接收模塊和控制模塊：其中信號傳輸模塊包括兩個發(fā)射通道，其中一個發(fā)射通道中設(shè)置有連續(xù)步進(jìn)移相器和連續(xù)步進(jìn)衰減器；其中控制模塊，用于控制信號傳輸模塊，并根據(jù)預(yù)先調(diào)試得到的修正數(shù)據(jù)組中與發(fā)射極化波的理論值相匹配的修正數(shù)據(jù)，來對連續(xù)步進(jìn)移相器和連續(xù)步進(jìn)衰減器進(jìn)行調(diào)制，以使信號傳輸模塊輸送到信號發(fā)射/接收模塊的信號為修正了發(fā)射誤差的信號。進(jìn)一步地，上述預(yù)先調(diào)試得到的修正數(shù)據(jù)組以預(yù)失真查找表的形式存儲。進(jìn)一步地，上述預(yù)失真查找表包括連續(xù)步進(jìn)衰減器與連續(xù)步進(jìn)移相器的可調(diào)節(jié)數(shù)值組合，及與之相對應(yīng)的幅度比和相位差。優(yōu)選地，上述預(yù)失真查找表還包括，與連續(xù)步進(jìn)衰減器和連續(xù)步進(jìn)移相器的可調(diào)節(jié)數(shù)值組合相對應(yīng)的極化波的極化軸比。進(jìn)一步地，信號發(fā)生模塊包括一波形發(fā)生器和一功分器，波形發(fā)生器根據(jù)控制模塊的控制發(fā)生特定信號，功分器將發(fā)生的信號分成兩束功率相等的信號進(jìn)行傳輸。進(jìn)一步地，信號傳輸模塊包括兩個發(fā)射通道，用于傳輸上述兩束功率相等的信號，根據(jù)預(yù)失真查找表，其中一束信號通過連續(xù)步進(jìn)移相器和連續(xù)步進(jìn)衰減器調(diào)制，則與另一束信號產(chǎn)生幅度差和相位差，從而合成輸出任一模式的極化波，包括圓極化波和π/4模式所需的45°線性極化波。進(jìn)一步地，信號傳輸模塊還包括兩個接收通道和兩個轉(zhuǎn)換開關(guān)，兩個轉(zhuǎn)換開關(guān)由控制模塊控制，用于使信號發(fā)射/接收模塊接收的信號傳輸?shù)絻蓚€接收通道，或?qū)蓚€發(fā)射通道的信號傳輸給信號發(fā)射/接收模塊進(jìn)行信號的發(fā)射。進(jìn)一步地，控制模塊具有三個功能：1、控制波形發(fā)生器產(chǎn)生特定的信號；2、控制連續(xù)步進(jìn)移相器和連續(xù)步進(jìn)衰減器對信號進(jìn)行相位與幅度調(diào)制；3、控制轉(zhuǎn)換開關(guān)，選擇將發(fā)生信號傳輸給信號發(fā)射/接收模塊或?qū)⑿盘柊l(fā)射/接收模塊接收的信號傳輸給兩個接收通道?；谝陨匣旌蠘O化合成孔徑雷達(dá)，本發(fā)明另一方面提出一種混合極化合成孔徑雷達(dá)的發(fā)射方法，包括以下步驟：步驟11、控制模塊計(jì)算混合極化合成孔徑雷達(dá)發(fā)射極化波的相位差和幅度比的理論值和/或極化軸比的理論值；步驟12、控制模塊根據(jù)相位差和幅度比的理論值和/或極化軸比的理論值，與預(yù)先調(diào)試得到的修正數(shù)據(jù)組中的相位差和幅度比和/或極化軸比相比較，查照得到連續(xù)步進(jìn)衰減器和連續(xù)步進(jìn)移相器的調(diào)節(jié)組合值；步驟13、控制模塊根據(jù)調(diào)節(jié)組合值對連續(xù)步進(jìn)衰減器和連續(xù)步進(jìn)移相器進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使得數(shù)據(jù)傳輸模塊輸送到信號發(fā)射/接收模塊的波形為發(fā)射誤差修正后的發(fā)射極化波。本發(fā)明另一方面提出一種混合極化合成孔徑雷達(dá)的發(fā)射誤差修正系統(tǒng)，包括信號發(fā)生模塊、信號傳輸模塊、信號發(fā)射/接收模塊、控制模塊和信號處理模塊，其中：信號發(fā)生模塊產(chǎn)生待發(fā)射的信號，并將其輸出到信號傳輸模塊；信號傳輸模塊包括兩個發(fā)射通道和兩個接收通道，其中一個發(fā)射通道中設(shè)置有連續(xù)步進(jìn)移相器和連續(xù)步進(jìn)衰減器；信號發(fā)射/接收模塊將信號傳輸模塊輸入的信號以極化波的形式發(fā)射出去，并接收反射回來的極化波信號后輸出到信號傳輸模塊的接收通道；信號處理模塊接收信號傳輸模塊兩個接收通道傳輸?shù)男盘?，并對其進(jìn)行處理，通過在連續(xù)步進(jìn)移相器和連續(xù)步進(jìn)衰減器的不同調(diào)節(jié)參數(shù)組合下處理得到兩個發(fā)射通道的不同特性參數(shù)，并將其作為預(yù)先調(diào)試得到的修正數(shù)據(jù)組進(jìn)行存儲；控制模塊控制發(fā)射誤差修正系統(tǒng)的正常工作，并基于與發(fā)射極化波的理論值最接近的兩個發(fā)射通道的特性參數(shù)相對應(yīng)的調(diào)節(jié)組合，對連續(xù)步進(jìn)移相器和連續(xù)步進(jìn)衰減器進(jìn)行調(diào)制，以使信號發(fā)射/接收模塊發(fā)射的信號實(shí)現(xiàn)發(fā)射誤差的修正。進(jìn)一步地，上述信號發(fā)生模塊包括一波形發(fā)生器和一功分器，控制模塊控制也控制波形發(fā)生器，使其產(chǎn)生不同模式的信號。進(jìn)一步地，上述預(yù)先調(diào)試得到的修正數(shù)據(jù)組以預(yù)失真查找表的形式存儲，所述兩個發(fā)射通道的特性參數(shù)為兩個發(fā)射通道信號的相位差和幅度比和/或極化軸比。進(jìn)一步地，上述信號傳輸模塊還包括兩個轉(zhuǎn)換開關(guān)，控制模塊控制兩個轉(zhuǎn)換開關(guān)用于使信號傳輸?shù)叫盘柊l(fā)射/接收模塊以發(fā)射信號，或?qū)⑿盘柊l(fā)射/接收模塊接收的信號傳輸?shù)絻蓚€接收通道?；谝陨纤龅幕旌蠘O化合成孔徑雷達(dá)的發(fā)射誤差修正系統(tǒng)，本發(fā)明另一方面提出一種混合極化合成孔徑雷達(dá)的發(fā)射誤差修正方法，包括以下步驟：步驟21、控制模塊對連續(xù)步進(jìn)移相器和連續(xù)步進(jìn)衰減器進(jìn)行調(diào)節(jié)，得到連續(xù)步進(jìn)移相器和連續(xù)步進(jìn)衰減器的所有調(diào)節(jié)數(shù)值組合；步驟22、信號發(fā)射/接收模塊將信號傳輸模塊輸入的信號以極化波的形式發(fā)射出去，并接收反射回來的極化波信號后輸出到信號傳輸模塊的兩個接收通道；步驟23、信號處理模塊接收兩個接收通道傳輸?shù)男盘?，并對其進(jìn)行處理，得到與所有調(diào)節(jié)數(shù)值組合相對應(yīng)的兩個發(fā)射通道的相位差和幅度比和/或極化軸比，并將其與所有調(diào)節(jié)數(shù)值組合作為預(yù)先調(diào)試得到的修正數(shù)據(jù)組進(jìn)行存儲；當(dāng)混合極化合成孔徑雷達(dá)進(jìn)行發(fā)射時，信號控制模塊根據(jù)預(yù)先調(diào)試得到的修正數(shù)據(jù)組，得到與發(fā)射極化波的理論值相對應(yīng)的修正數(shù)據(jù)，并參照此修正數(shù)據(jù)對連續(xù)步進(jìn)移相器和連續(xù)步進(jìn)衰減器進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使信號發(fā)射/接收模塊發(fā)射的信號實(shí)現(xiàn)發(fā)射誤差的修正。以下針對不同情形對上述預(yù)失真查找表的構(gòu)建及發(fā)射誤差修正的發(fā)射方法進(jìn)行詳細(xì)說明。根據(jù)上述的預(yù)失真查找表能夠快速的找到最佳的調(diào)制組合，即發(fā)射誤差最小的調(diào)制組合，其構(gòu)建過程具體為：在雷達(dá)系統(tǒng)穩(wěn)定后，通過雷達(dá)系統(tǒng)的控制模塊分別調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)的連續(xù)步進(jìn)衰減器與連續(xù)步進(jìn)移相器，測量所有調(diào)節(jié)組合下對應(yīng)的發(fā)射通道幅度比與相位差，構(gòu)建預(yù)失真所用的查找表。此查找表首先包含連續(xù)步進(jìn)衰減器與連續(xù)步進(jìn)移相器的調(diào)節(jié)數(shù)值，其次包含能夠得到的幅度比與相位差，最后還可以包括產(chǎn)生發(fā)射極化波的極化軸比。以使用右旋圓極化發(fā)射的CTLR模式舉例說明。在雷達(dá)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定后，通過控制模塊調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)的連續(xù)步進(jìn)衰減器與連續(xù)步進(jìn)移相器，測量得到不同調(diào)節(jié)組合下兩路發(fā)射通道的幅度比與相位差，并將相應(yīng)內(nèi)容添加到查找表中。另外，極化波的極化軸比等于極化橢圓的短軸與長軸之比。它與極化橢圓的橢圓率角τ一一對應(yīng)：AR＝tan|τ|；(3)而橢圓率角τ可由發(fā)射極化波的H與V幅度EH與EV以及相位差δp求得：對于右旋圓極化波而言，橢圓率角為-45°。因此可以通過上述公式(3)與公式(4)計(jì)算得知，其極化軸比等于0dB。通過計(jì)算極化軸比，可以綜合評估發(fā)射誤差的幅度與相位帶來的影響。例如，可以根據(jù)右旋圓極化波的理論H-V幅度比與相位差加上一定的誤差范圍，繪制在不同發(fā)射誤差下發(fā)射極化波的極化軸比，如圖3所示?？梢钥吹?，越接近同心圓的圓心，代表其誤差越小，越接近右旋圓極化波的極化軸比理論值0dB。利用上述預(yù)失真查找表，可以找到一個或多個最接近同心圓的圓心，即極化軸比最接近理論值0dB，發(fā)射誤差最小的調(diào)節(jié)組合。由于不同的相位差組合可能得到相同的極化軸比(例如左旋與右旋圓極化的極化軸比均為0dB)，因此需在篩選出的有限個組合中根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)一步篩選出最終的最佳發(fā)射組合?；旌蠘O化合成孔徑雷達(dá)的發(fā)射誤差的修正方法具體包括以下步驟：步驟1、將兩路發(fā)射通道接到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(矢網(wǎng))的兩路接收接口，并同時將矢網(wǎng)的信號輸出接到系統(tǒng)的信號輸入接收通道。開啟矢網(wǎng)的實(shí)時IFFT功能，記錄IFFT后峰值處的幅度與相位，則該幅度與相位即為各發(fā)射通道的實(shí)時幅度與相位。每間隔五分鐘測試一次通道的幅度與相位，當(dāng)變化值分別小于0.1dB與1°時認(rèn)為系統(tǒng)達(dá)到了穩(wěn)定。若矢網(wǎng)不具備實(shí)時IFFT功能，也可以直接測試頻域數(shù)據(jù)，通過測量兩路通道相同頻點(diǎn)處的幅值與相位來判斷系統(tǒng)是否達(dá)到了穩(wěn)定。步驟2、在系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定后，通過控制模塊對連續(xù)步進(jìn)移相器和連續(xù)步進(jìn)衰減器進(jìn)行所有可能組合的調(diào)節(jié)，得到所有可能調(diào)節(jié)組合下兩個通道間的相位差、幅度比，并以此計(jì)算對應(yīng)生成的極化波的極化軸比，構(gòu)建預(yù)失真查找表。若矢網(wǎng)不具備實(shí)時IFFT功能，則需要先記錄所有移相衰減組合下的頻域數(shù)據(jù)，然后通過電腦程序?qū)y得的所有頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行IFFT變換操作，并讀取各組合下IFFT變換后的峰值幅度及相位。再根據(jù)各組合的幅度與相位值計(jì)算相位差、幅度比及生成極化波的極化軸比，構(gòu)建預(yù)失真查找表。步驟3、根據(jù)發(fā)射模式所要求的發(fā)射極化波的理論相位差與幅度比計(jì)算對應(yīng)的理論極化軸比；步驟4、在預(yù)失真查找表中尋找與理論值最接近的一個或多個連續(xù)步進(jìn)衰減器和連續(xù)步進(jìn)移相器的調(diào)節(jié)組合。再根據(jù)實(shí)際發(fā)射模式對發(fā)射極化波的要求篩選出最佳的調(diào)節(jié)組合。根據(jù)此最佳調(diào)節(jié)組合調(diào)節(jié)連續(xù)步進(jìn)衰減器與連續(xù)步進(jìn)移相器。在此設(shè)置得到與理論發(fā)射極化波相比是最為接近的，即發(fā)射誤差最小的發(fā)射極化波。再以雙極化模式中使用較多的線性雙極化模式、π/4模式以及CTLR模式舉例說明。首先這三種雙極化模式均使用H與V極化進(jìn)行接收。三者間的區(qū)別在于線性雙極化模式要求發(fā)射H或V線性極化波，而π/4模式要求發(fā)射+45°或-45°(相對于接收極化基)線性極化波，CTLR模式要求發(fā)射圓極化波(左旋或右旋)。其中CTLR模式下包含發(fā)射失真的發(fā)射瓊斯矢量為：右旋圓極化波：左旋圓極化波：另外三種模式下包含發(fā)射失真的發(fā)射瓊斯矢量為：H極化波：V極化波：π/4線型極化波：其中TH與TV分別表示H與V極化天線發(fā)射的電場，各式中的參數(shù)δ為各發(fā)射模式下的發(fā)射失真。在無失真的理想情況下，δ＝0。因此可以首先根據(jù)上述公式計(jì)算各發(fā)射模式發(fā)射極化波的理想H-V幅度比與相位差，并進(jìn)一步計(jì)算得到理想極化軸比：模式幅度比相位差極化軸比CTLR模式(右旋圓極化發(fā)射)1-90°0dBCTLR模式(左旋圓極化發(fā)射)190°0dBHH/HV模式∞0°∞VH/VV模式00°∞π/4模式(+45°線性極化波)145°∞π/4模式(-45°線性極化波)1-45°∞再將預(yù)失真查找表中測得的數(shù)值與所需極化模式發(fā)射極化波的理想數(shù)值對比，篩選出最佳的幅度與相位調(diào)節(jié)組合。繼而根據(jù)選擇的調(diào)節(jié)組合調(diào)節(jié)連續(xù)步進(jìn)衰減器與連續(xù)步進(jìn)移相器，產(chǎn)生與理想發(fā)射極化波最接近，即發(fā)射誤差最佳的發(fā)射極化波。另外，本發(fā)明提出的混合極化合成孔徑雷達(dá)與傳統(tǒng)混合極化合成孔徑雷達(dá)一樣，可以支持全極化模式。不同點(diǎn)在于，傳統(tǒng)混合極化合成孔徑雷達(dá)僅能夠支持線性極化發(fā)射、線性極化接收的全極化模式。而本發(fā)明提出的混合極化合成孔徑雷達(dá)不僅能夠支持線性極化發(fā)射、線性極化接收的全極化模式，還可以支持使用其他發(fā)射極化波組合的全極化模式。其具體發(fā)射方法包括以下步驟：步驟1、確定全極化模式要求的發(fā)射極化波組合，并計(jì)算其發(fā)射極化波對應(yīng)的理論幅度比、相位差以及極化軸比；步驟2、根據(jù)上述預(yù)失真方法，篩選出發(fā)射誤差最小的對應(yīng)調(diào)節(jié)組合；步驟3、當(dāng)工作在全極化模式下時，根據(jù)調(diào)節(jié)組合交替調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的連續(xù)步進(jìn)衰減器與連續(xù)步進(jìn)移相器，以生成對應(yīng)發(fā)射極化波。另外，本發(fā)明提出的混合極化合成孔徑雷達(dá)，可以通過任意調(diào)節(jié)兩路發(fā)射通道間的幅度與相位，合成輸出任意極化波，包括原先設(shè)計(jì)僅能產(chǎn)生的圓極化波與π/4模式所需的45°線性極化波。由此可以使得本發(fā)明提出的混合極化合成孔徑雷達(dá)支持所有的簡縮極化模式及所有的廣義簡縮極化模式。以下舉一具體實(shí)施例對本發(fā)明提出的混合極化合成孔徑雷達(dá)、發(fā)射誤差修正系統(tǒng)及修正方法進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。實(shí)施例如圖2所示，本實(shí)施例提出的混合極化合成孔徑雷達(dá)結(jié)構(gòu)包括：信號發(fā)生模塊：包括波形發(fā)生器和功分器，波形發(fā)生器產(chǎn)生的信號通過功分器分成兩束功率相等的信號。信號傳輸模塊：包括兩個發(fā)射支路、兩個接收通道和兩個轉(zhuǎn)換開關(guān)，兩個發(fā)射支路和兩個接收通道都分別與兩個轉(zhuǎn)換開關(guān)連接。其中，一個發(fā)射支路包括一個連續(xù)步進(jìn)移相器A和連續(xù)步進(jìn)衰減器P，用于改變經(jīng)過信號的相位和幅度，從而合成需要的發(fā)射極化波。兩個接收通道用于傳輸接收的信號。信號處理模塊：包括數(shù)據(jù)后處理系統(tǒng)，用于接收兩個接收通道的兩路信號并對兩路信號進(jìn)行處理，得到兩路信號的幅度比和相位差?？刂颇K：不僅用于對連續(xù)步進(jìn)移相器和連續(xù)步進(jìn)衰減器進(jìn)行調(diào)制，還用于控制波形發(fā)生器產(chǎn)生特定波形的信號，還用于控制兩個轉(zhuǎn)換開關(guān)。信號發(fā)射/接收模塊：選用H/V線型極化天線，線型極化天線與兩個轉(zhuǎn)換開關(guān)連接發(fā)射信號發(fā)生模塊產(chǎn)生的信號并通過轉(zhuǎn)換開關(guān)將接收的信號傳輸給兩個接收通道。上述混合極化合成孔徑雷達(dá)結(jié)構(gòu)對發(fā)射極化波的發(fā)射誤差的修正原理如下，本實(shí)施例以發(fā)射右旋圓極化波為例：首先將H與V極化天線與系統(tǒng)的發(fā)射輸出端口相連。定義與H極化天線連接的通道為H通道，與V極化天線連接的通道為V通道。根據(jù)極化軸比公式計(jì)算右旋圓極化波的理論極化軸比：在雷達(dá)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，通過控制模塊調(diào)節(jié)連續(xù)步進(jìn)衰減器與連續(xù)步進(jìn)移相器，生成預(yù)失真狀態(tài)表。假設(shè)預(yù)失真狀態(tài)表中極化軸比最接近0dB的一部分為：調(diào)幅數(shù)值/dB調(diào)相數(shù)值/°幅度比/dB相位差/°極化軸比/dB0-84.3750.3620-87.12380.56690-900.3767-93.31910.62890-95.6250.3877-98.94761.41650.5-84.3750.8949-87.14040.99480.5-900.8566-92.18740.91880.5-90.6250.8742-98.32491.5407可以看到，當(dāng)調(diào)制組合為0dB/84.375°時，發(fā)射極化波的極化軸比最接近理論值0dB。相比傳統(tǒng)混合極化結(jié)構(gòu)提供的0dB/90°組合，本實(shí)施例提出的混合極化合成孔徑雷達(dá)與預(yù)失真功能找到的調(diào)制組合所生成的發(fā)射極化波的發(fā)射誤差更小。即通過預(yù)失真的方法修正了發(fā)射極化波的發(fā)射誤差。當(dāng)然這只是一個假設(shè)。實(shí)際應(yīng)用中，由于環(huán)境溫度、發(fā)射通道串?dāng)_、發(fā)射通道的不平衡以及觀測角度等因素的影響，傳統(tǒng)混合極化結(jié)構(gòu)提供的0dB/90°調(diào)制組合的實(shí)際極化軸比均大于1.5dB。而通過預(yù)失真的方法可將發(fā)射極化波的極化軸比降低至1dB以內(nèi)。以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3