专利名称：一种同时实现干涉和全极化成像的合成孔径雷达及方法
技术领域：
本发明涉及信息获取与处理技术领域，特别是一种同时实现干涉和全极化成像的合成孔径雷达及方法。
背景技术：
干涉合成孔径雷达(SAR)技术是在传统的SAR遥感技术基础上，结合差分GPS和惯性测量技术而发展起来的新型空间遥感技术，具有全天时、全天候获取数字高程图像的特点。干涉SAR技术将传统SAR测量从高分辨率的二维地物图像拓展到三维空间，被认为是前所未有的极具潜力的空间对地观测技术。
极化(或多极化)合成孔径雷达是目前能够提供最丰富的目标测量信息，有利于目标的识别，能够解决传统单极化雷达所不能解决的问题。极化SAR能够测量目标的全极化散射特性，利用目标散射对极化敏感的特性，能更好的解释目标的散射机理。在军事侦察方面，农业、林业的分类识别方面等应用广泛。
传统的极化(或多极化)合成孔径雷达的实现方式是通过增加极化天线和多通道接收来完成。
因为“机载干涉SAR系统”是一部双通道接收雷达，因此，我们想利用已经研制完成的“机载干涉SAR系统”来实现极化成像。如果可能，则在同一部合成孔径雷达系统，既能够具备干涉成像功能，又具备极化成像功能，将有着十分广泛的应用前景。
发明内容
为了实现上述目的，我们在微波组合上动脑筋。即通过各种开关、微波器件的巧妙组合来到达在同一部合成孔径雷达系统中，既能够具备干涉成像功能，又具备极化成像功能的目的。
通过仔细分析，和大量器件的功能论证，我们通过巧妙的器件组合和时序控制，最终完成了同时干涉和全极化成像的合成孔径雷达方法设计。
我们的新方法主要是采用了机载干涉SAR系统中的双天线和双通道技术，结合巧妙的微波器件组合。如果其中的双天线是同极化的，即可实现干涉成像。如果其中的双天线是不同极化的，即可实现全极化成像。按照这种模式，我们已经获得了大量的干涉和极化SAR数据。成功实现了在一部合成孔径雷达系统上，完成干涉和极化成像。
图1是本发明的同时实现干涉和全极化成像的合成孔径雷达方法流程图。
图2是本发明同时实现干涉和全极化成像的合成孔径雷达的六种部件的连接方式图。
图3是实现干涉成像的方案图。
图4是实现极化成像的方案图。
图5是一对水平极化天线图。
图6是一对垂直极化天线图。
图7是天线安装图。
具体实施例方式
要使得合成孔径雷达同时实现干涉和全极化成像，我们提出了下列方法第一，要准备下列必要的部件。
要在同一部合成孔径雷达系统中实现干涉和极化成像，必须具备下列条件1.两部接收机2.一部发射机3.一对水平极化天线4.一对垂直极化天线
5.两个环型器6.一个高频开关。
第二，上述部件要按图所示连接。参见图2。
一种同时实现干涉和全极化成像的合成孔径雷达，包括两部接收机(1)，(2)、一部发射机、两个环型器(1)，(2)、一个高频开关，两个天线(1)，(2)，连接关系为，发射机接高频开关，通过高频开关和环型器(1)，(2)连接到天线(1)，(2)，天线(1)，(2)与环型器(1)，(2)相接，通过环型器(1)，(2)连接到接收机(1)，(2)。
第三，按下列步骤操作。参见图1。
一、按下列方式和步骤可实现干涉成像1)将天线1和天线2接成同极化的天线；例如，一对水平极化天线或者一对垂直极化天线。
2)发射机通过高频开关，接通天线1或天线2，发射出电磁波；3)通过天线1和天线2，分别将电磁波回波传送到接收机1和接收机2，这样，通过后续的信号处理，就实现了干涉成像。
二、按下列方式可实现极化成像1)将天线1和天线2接成不同极化的天线；例如，将天线1接成一个水平极化天线，将天线2接成一个垂直极化天线。
2)发射机通过高频开关，接通到1，然后通过环型器将电磁波从天线1发射出去，即发射水平极化电磁波；3)通过天线1和天线2，分别将电磁波回波传送到接收机1和接收机2，这样，接收机1和接收机2分别接收到了水平极化和垂直极化信号，因此，就获得了两幅水平极化水平极化(HH)和水平极化垂直极化(HV)图象；4)接下来，发射机通过高频开关，接通到2，然后通过环型器将电磁波从天线2发射出去，即发射垂直极化电磁波；5)通过天线1和天线2，分别将电磁波回波传送到接收机1和接收机2，这样，接收机1和接收机2分别接收到了水平极化和垂直极化信号，因此，就获得了两幅垂直极化水平极化(VH)和垂直极化垂直极化(VV)图象；6)重复2至5的步骤。至此，就获得了HH，HV，VV，VH等四幅全极化雷达影象图。
图3是实现干涉成像的方案，天线1和天线2同极化。
图4是实现极化成像的方案，天线1水平，天线2垂直极化。
图5是一对水平极化天线实物图。
图6是一对垂直极化天线实物图。
图7是天线安装图。
权利要求
1.一种同时实现干涉和全极化成像的合成孔径雷达，包括两部接收机(1)，(2)、一部发射机、两个环型器(1)，(2)、一个高频开关，两个天线(1)，(2)，连接关系为，发射机接高频开关，通过高频开关和环型器(1)，(2)连接到天线(1)，(2)，天线(1)，(2)与环型器(1)，(2)相接，通过环型器(1)，(2)连接到接收机(1)，(2)。
2.一种同时实现干涉和全极化成像的合成孔径雷达方法，一、按下列方式和步骤可实现干涉成像1)将天线1和天线2接成同极化的天线；2)发射机通过高频开关，接通天线1或天线2，发射出电磁波；3)通过天线1和天线2，分别将电磁波回波传送到接收机1和接收机2，这样，通过后续的信号处理，就实现了干涉成像；二、按下列方式可实现极化成像1)将天线1和天线2接成不同极化的天线；2)发射机通过高频开关，接通到1，然后通过环型器将电磁波从天线1发射出去，即发射水平极化电磁波；3)通过天线1和天线2，分别将电磁波回波传送到接收机1和接收机2，这样，接收机1和接收机2分别接收到了水平极化和垂直极化信号，因此，就获得了两幅水平极化水平极化HH和水平极化垂直极化HV图象；4)接下来，发射机通过高频开关，接通到2，然后通过环型器将电磁波从天线2发射出去，即发射垂直极化电磁波；5)通过天线1和天线2，分别将电磁波回波传送到接收机1和接收机2，这样，接收机1和接收机2分别接收到了水平极化和垂直极化信号，因此，就获得了两幅垂直极化水平极化VH和垂直极化垂直极化VV图象；6)重复2至5的步骤。至此，就获得了HH，HV，VV，VH四幅全极化雷达影象图。
3.根据权利要求2所述的同时实现干涉和全极化成像的合成孔径雷达方法，其特征在于，将天线1和天线2接成同极化的天线；是一对水平极化天线或者一对垂直极化天线。
4.根据权利要求2所述的同时实现干涉和全极化成像的合成孔径雷达方法，其特征在于，将天线1和天线2接成不同极化的天线；是将天线1接成一个水平极化天线，将天线2接成一个垂直极化天线。
全文摘要
本发明涉及信息获取与处理技术领域，一种同时实现干涉和全极化成像的合成孔径雷达及方法。包括两部接收机、一部发射机、两个环型器、一个高频开关，两个天线。方法包括1)将天线1和天线2接成同极化的天线；2)发射机通过高频开关，发射出电磁波；3)通过天线1和天线2，分别将电磁波回波传送到接收机1和接收机2，实现了干涉成像。1)将天线1和天线2接成不同极化的天线；2)发射机通过高频开关，从天线发射水平极化电磁波；3)通过天线1和天线2，分别将电磁波回波传送到接收机1和接收机2，分别接收到了水平极化和垂直极化信号，因此，就获得了两幅水平极化水平极化HH和水平极化垂直极化HV图象。
文档编号G01S13/90GK1940593SQ20051010791
公开日2007年4月4日 申请日期2005年9月30日 优先权日2005年9月30日
发明者向茂生, 吴一戎 申请人:中国科学院电子学研究所