频两幅SAR图像；
[0062]动目标检测单元，对获得的上调频和下调频两幅高分辨率SAR图像，进行对消处理，若图像中某一点幅度大于检测门限，则认为该点存在动目标，否则不存在动目标。
[0063]本系统的使用过程包括:UAV平台飞行到指定的高度，飞行速度稳定后，UAV Ka频段FMCW SAR-GMTI系统开始工作。
[0064]步骤一，系统加电，监测遥测信息，遥测信息正常时发送遥控指令，系统开始工作；
[0065]步骤二，稳定平台根据GNSS/INS参数，调整收发天线指向位置，保证收发天线波束指向稳定；
[0066]步骤三，频率综合器产生Ka频段FMCW信号，与I3DRO产生的频率源混频后再倍频到需要的发射频率；
[0067]步骤四，发射天线按照一定的下视角将发射信号辐射出去，信号照射到场景后的回波信号由接收天线接收；
[0068]步骤五，接收机将接收天线馈入的回波信号经过低噪放后，与发射信号的耦合信号进行混频，再放大、滤波后得到零中频信号，将零中频信号输入到采集与控制单元；
[0069]步骤六，采集与控制单元接收到零中频信号后，进行A/D采集、数字正交解调，得到正交的I/Q回波信号，回波信号与GNSS/INS数据组帧后分两路输出，一路经高速接口输出到存储单元，一路输出到机上数传模块进行下传；
[0070]步骤七，地面成像处理单元接收到数传接收模块的输出的回波数据后，进行SAR实时成像处理和动目标检测，并将成像结果和处理结果进行显示；
[0071]步骤八，在一次飞行结束后，将存储单元存储的回波数据导出到成像处理单元，进行高分辨率成像和动目标检测。
[0072]步骤九，当完成既定的侦察与监视任务后，工作结束。
[0073]当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种无人机载Ka频段调频连续波SAR成像和动目标检测系统，其特征在于，包括机上设备和地面的成像处理单元；所述Ka频段的频率为35.75GHz ; 机上设备包括:收发喇叭天线、稳定平台、射频模块和数字模块；其中， 收发喇叭天线包括:发射天线和接收天线，天线形式为角锥喇叭透镜天线，工作频段范围为:35.55GHz-35.75GHz，该收发喇叭天线安装在稳定平台上； 稳定平台包括:姿态传感器和控制单元，以及支撑所述姿态传感器和控制单元的平台本体，该稳定平台采用GNSS/INS作为姿态传感器，输出目标航向和姿态信息给控制单元和数字模块的采集与控制单元，控制单元根据目标航向和姿态信息调整平台本体以改变收发喇口八天线的波束指向； 射频模块包括:频率综合器、前置功率放大器和接收机；频率综合器产生要发射的Ka频段调频三角波信号，输出至前置功率放大器；前置功率放大器对Ka频段调频三角波信号进行功率放大后通过发射天线辐射出去； 进一步的，频率综合器中:晶振产生满足锁相介质振荡器TORO和锁相源输入要求的时钟信号，并输出至I3DRO和锁相源；H)R0接收时钟信号，根据该时钟信号产生频率源，输出至混频器；锁相源接收时钟信号，根据该时钟信号产生带有DA的FPGA所需要的输入频率和采集与控制单元所需要的基准时钟CLK ;带有DA的FPGA根据所述输入频率产生系统的信号波形，并输入至混频器；混频器将频率源与信号波形进行混频，获得混频信号；倍频器对所述混频信号进行倍频获得Ka频段调频三角波信号输出至前置功率放大器； 前置功率放大器包括采用Ka频段的功率放大器和耦合器，功率放大器对Ka频段调频三角波信号进行功率放大后经发射天线辐射出去；同时将经功率放大后的Ka频段调频三角波信号通过耦合器耦合后输出至接收机的混频器； 接收机中:接收天线接收反射的回波信号，输出至接收机的低噪声放大器，低噪声放大器对回波信号进行功率放大输出至混频器；混频器对低噪声放大器后的回波信号与通过耦合器耦合后的Ka频段调频三角波信号进行混频，得到零中频信号，输出至放大器进行零中频放大，经滤波器滤波之后输出至数字模块的采集与控制单元； 数字模块包括:存储单元和采集与控制单元，采集与控制单元接收接收机的零中频信号，以及目标航向和姿态信息；其中， 采集与控制单元包括:A/D转换器和数字正交解调单元，A/D转换器以收到的基准时钟作为系统工作时钟对零中频信号进行模数转换，获得数字信号输出至数字正交解调单元进行正交解调，得到IQ信号，数字正交解调单元对目标航向和姿态信息以及IQ信号进行组帧，获得待处理信号，分两路，一路输出至存储单元存储，另一路经数据链实时输出至地面的成像处理单元进行成像和动目标检测处理； 地面的成像处理单元包括:调频连续波SAR实时成像单元、动目标检测单元和显示单元; 调频连续波SAR实时成像单元收到待处理信号，利用IQ信号采用改进的R-D成像算法进行实时成像，在实时成像中并利用目标航向和姿态信息对IQ信号进行运动补偿，获得SAR图像，所述SAR图像包括:上调频和下调频两幅SAR图像； 动目标检测单元，对获得的上调频和下调频两幅高分辨率SAR图像，进行对消处理获得SAR图像，若SAR图像中某一点幅度大于检测门限，则认为该点存在动目标，否则不存在动目标。
2.如权利要求1所述的无人机载Ka频段调频连续波SAR成像和动目标检测系统，其特征在于，所述频率综合器包括:100MHz晶振、一分三功分器、锁相时钟、H)RO、锁相源、带有DA的FPGA、两个放大器、两个滤波器、混频器和倍频器； 10MHz晶振产生满足I3DRO和锁相源输入要求的时钟信号，并输出至一分三功分器将该时钟信号分三路输出，第一路输出至H)R0，第二路输出至锁相源，第三路输出至锁相时钟产生基准时钟给采集与控制单元；roR0接收时钟信号，根据该时钟信号产生17.1GHz频率源，输出至混频器；锁相源接收时钟信号，根据该时钟信号产生带有DA的FPGA所需要的3GHz输入频率；带有DA的FPGA根据所述3GHz输入频率产生系统的775MHz信号波形并输出至放大器，经放大器放大后输入至混频器；混频器将17.1GHz频率源与775MHz信号波形进行混频，获得17.185GHz混频信号；经滤波器滤波和放大器放大后输出至倍频器，倍频器对所述17.185GHz混频信号进行2倍频并经滤波器滤波后获得35.75GHz调频三角波信号，并输出至前置功率放大器。
3.如权利要求1所述的无人机载Ka频段调频连续波SAR成像和动目标检测系统，其特征在于，所述接收机包括:限幅器、低噪声放大器、腔体滤波器、混频器、LC滤波器、放大器、电调衰减器、四个放大器和两个数控衰减器，所述低噪声放大器简称低噪声放大器； 接收天线接收反射的回波信号，依次进行限幅器限幅、低噪声放大器放大、腔体滤波器滤波后输出至混频器；混频器对滤波后的回波信号与通过耦合器耦合后的35.75GHz调频三角波信号进行混频，得到3-30MHZ零中频信号，输出至放大器进行零中频放大，然后经LC滤波器滤波之后输出至电调衰减器，电调衰减器根据外部控制指令对零中频信号进行衰减控制后输出至放大器放大，再进行两级数控衰减后输出零中频信号至数字模块的采集与控制单元，每一级数控衰减通过放大器和数控衰减器实现。
【专利摘要】本系统利用毫米波Ka频段调频连续波信号进行SAR成像和动目标检测处理。Ka频段波长更短，相同的波束宽度下，天线尺寸小于低频段天线；毫米波器件体积、重量、功耗也小于低频段器件；能够实现小型化系统；利用毫米波Ka频段信号进行SAR成像处理能够得到比其它低频段更精细的图像，目标棱角特征明显，更利于目标识别；Ka频段信号能够获得更高的相对带宽，因而比低频段信号能够得到更高的图像分辨率；调频连续波SAR系统设备简单，复杂度低；采用去调频处理方式，数据量小，能够进行实时成像处理。
【IPC分类】G01S13-90, G01S13-56
【公开号】CN104698458
【申请号】CN201510059765
【发明人】李向阳, 陈思思, 王辉, 郑世超, 宋光磊
【申请人】山东华宇空间技术公司北京分部
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月4日