CN111679276A - 一种星载sar条带工作模式自适应系统及观测区域判定方法 - Google Patents

一种星载sar条带工作模式自适应系统及观测区域判定方法 Download PDF

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CN111679276A CN202010437288.4A CN202010437288A CN111679276A CN 111679276 A CN111679276 A CN 111679276A CN 202010437288 A CN202010437288 A CN 202010437288A CN 111679276 A CN111679276 A CN 111679276A
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Abstract

本发明属于SAR雷达地面接收领域，涉及一种星载SAR条带工作模式自适应系统及观测区域判定方法，一种星载SAR条带工作模式识别系统及观测区域判定方法，包括接收接收天线、SAR雷达接收设备、电控调整机构、下位机、馈电系统、电源、定位模块。通过本系统的运行可以在地面完成对星载SAR条带工作状态和工作模式的自动识别，通过采集到的参数和星载SAR条带工作模式下典型信号特征的比对，可以自动判定星载SAR是否开机，是否处于条带的工作模式，以及相应的观测区域等。同时，本发明基于上述自适应系统的判定方法，可以连续、动态、实时对不同星载SAR条带工作模式下的工作状态、观测区域进行判定。

Description

一种星载SAR条带工作模式自适应系统及观测区域判定方法
技术领域
本发明属于SAR雷达地面接收领域，涉及一种星载SAR条带工作模式自适应系统及观测区域判定方法。
背景技术
合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)具有全天时、全天候探测成像和强透视性、高分辨率、良好的抗干扰能力等特点，这些特点使得SAR在航空航天领域得到广泛的应用。星载SAR具有运行轨道高、飞行速度快、不受领空限制等特点，同时具备全天时、全天候的对地观测成像能力，既可实现长时间、大范围观测成像，又可实现高重复性、高分辨率观测成像，尤其是适合对地面相对静止目标的观测成像。为了解决距离向高分辨率与大观测区域宽之间的矛盾，通常情况星载SAR某一时刻只在一种模式下对观测区域进行观测，星载SAR通过幅度调制、频率调制、相位调制和混合调制等不同的脉冲压缩体制来实现。一般星载SAR的工作模式包含条带、扫描、条带、波浪、高低入射角、全球观测等模式，星载SAR条带工作模式自适应系统，部署于地面，通过实时接收到的信号与储存或测算的星载SAR工作状态下信号特征比对，来判定星载SAR是否工作，再根据接收到的信号特征，快速判断星载SAR是否处于条带工作模式，调整地面接收系统的工作状态以检测星载SAR的工作模式，并进一步判定星载SAR在条带工作模式的观测区域。
SAR基于不同平台载体，其需要考虑影响因素不同，星载SAR与机载SAR因为平台的高度、速度不同，地球自转和地球曲率的影响不同，因此在不同的平台下需要考虑地向杂波谱宽、距离模糊、地球自转、地球曲率、电波传播等对回波的影响，并据此构建不同的发射与接收单元。
目前，在SAR雷达的研究领域，主要集中在对采集到的雷达信号的分析处理上，进而获得信号的频率、带宽、脉冲宽度、到达时间、到达角等参数，很少对不同载体下，不同SAR雷达工作模式自适应识别和观测区域判定的问题开展研究和讨论。不同SAR雷达工作模式下的雷达信号特征不同，也就决定了面向不同的工作模式地面接收系统所采集到的信号值不同，则产生平台控制信号的依据也不同，因此对星载SAR条带工作模式自适应识别并判定观测区域具有重要的现实意义和应用价值。
发明内容
星载SAR在不同的工作模式下，地面信号接收系统接收到参数的特征量不同，星载SAR条带工作模式的识别方法主要是结合卫星运行态势，依据星载SAR信号地面接收系统接收到的信号参数及变化规律，实现对星载SAR的条带工作状态和模式的识别。星载SAR条带工作模式下的信号特征参数主要包括信号频率、调制样式、信号幅度、脉冲重复周期、脉冲宽度、信号带宽、信号到达时间、信号结束时间、信号持续时间、信号到达角度，当地面接收系统接收到的信号参数满足判据时，就可以确定星载SAR是否处开机，和是否采用条带工作模式，并根据以上信息判定观测区域。
本发明的技术解决问题是：提供一种星载SAR条带工作模式自适应系统，自适应系统部署于地面，具备卫星轨道计算、雷达信号采集、工作模式及观测区域判定能力。首先，根据卫星轨道计算模块，获取自适应系统与卫星间的瞬时态势信息，包括SAR卫星某时刻的位置、卫星星下点航迹，过境时间、星载SAR相对于地面自适应系统的俯仰角参数
Figure BDA0002502761140000021
和方位角参数φ，并将俯仰角参数和方位角参数传递给星载SAR条带工作模式自适应系统，系统将角度参数转化为电控信号，控制平台调整俯仰角和方位角使天线指向过境星载SAR，完成天线的初始对准。其次，根据是否采集到有效的星载SAR雷达信号，判断过境星载SAR是否开机工作，如果没有采集到任何信号，则认为过境星载SAR未开机工作；如果采集到信号，并且信号的调制样式、脉冲宽度τ、信号带宽B等参数特征都满足判据，则认为过境星载SAR开机工作。第三，在判断出星载SAR开机工作后，再根据SAR雷达的峰值功率Pt、天线主瓣增益Gt、接收机与星载SAR星下点航迹的垂直斜距R、接收机天线有效面积Ar，判断与瞬时接收到的信号强度Pr与最大信号强度Prmax，最大信号强度Prmax持续时间Δt与持续时间判断阈值δΔt的关系，接收到的信号带宽B与条带工作模式信号带宽判断阈值δB2的关系，根据判断结果确定过境星载SAR是否处于条带工作模式下。最后，根据判定的条带工作模式，根据卫星所处的位置、卫星的星下点位置、SAR雷达接收设备所处的位置、卫星天线指向在地面的位置，计算出过境星载SAR条带模式下的观测区域。
本发明的技术解决方案是：一种星载SAR条带工作模式自适应系统，包括接收天线(1)、SAR雷达接收设备(2)、电控调整机构(3)、上位机(4)、下位机(5)、馈电系统和电源(6)、定位模块(7)，其特征在于所述接收天线(1)包括反射面(8)、天线座(9)、背架(10)，所述调整机构(3)包括方位角调整机构(11)和俯仰角调整机构(12)，并与所述馈电系统和电源(6)连接，所述背架(10)与反射面(8)背部贴合并连接固定，且与俯仰角调整机构(12)活动连接，并安置有电子角度仪(13)，可以检测背架(10)与水平基准面的夹角；所述天线座(9)与方位角调整机构(11)活动连接，并且安置有汇流环(14)；所述上位机(4)包括轨道计算模块(15)，并与电馈电系统和电源(6)连接，可以根据探测需要和轨道计算数据控制接收机待机状态和工作状态，计算SAR过顶本区域的时间，并根据过顶时间计算地面接收机接收天线的初始方位向角度参数φ和俯仰向角度参数
Figure BDA0002502761140000022
所述天线座(9)上安置有电子角度仪(16)，可以检测天线座(9)在稳态时与垂直基本面的夹角。
作为本发明的进一步改进，所述SAR雷达接收设备(2)包括接收设备保护器(17)、低噪声高频放大器(18)、混频器(19)、本机振荡器(20)、中频放大器(21)、检波器(22)和视频放大器(23)、接收设备保护器(24)，通过接收天线(1)采集到的高频信号，经过低噪声高频放大器(18)后再送到混频器(19)，混频器(19)与本机振荡器(20)产生的等幅高频电压混频，将信号频率降为中频(IF),并传至中频放大器(20)对中频脉冲信号进行放大和匹配滤波，以获得最大的输出信噪比，最后经过检波器(22)和视频放大器(23)视频放大后送至下位机(5)。
作为本发明的进一步改进，所述上位机(4)和馈电系统和电源(6)之间安置有待机自动开关(24)，可以由轨道计算数据在上位机(4)内转为待机自动开关(24)的控制信号，可以控制待机自动开关(24)转化工作地面接收设备的工作状态。
作为本发明的进一步改进，所述背架(10)与反射面(8)为卡接或栓接，能够实现反射面(8)从背架(10)上的快速拆装。
作为本发明的进一步改进，所述方位角调整机构(11)由方位座、固定板、圆柱大齿轮、圆柱小齿轮、执行机构、拉紧螺栓组件及滑块组成，所述圆柱大齿轮固定在方位座上，通过拉紧螺栓组件与固定板槽内的滑块锁紧固定；圆柱小齿轮固定安装在固定板上并与圆柱大齿轮相齿合，圆柱小齿轮下部与执行机构相连，由执行机构带动圆柱小齿轮转动，再通过齿合联动带动圆柱大齿轮及方位座按照预设角度转动。
作为本发明的进一步改进，所述俯仰角调节机构(12)由上支撑耳、下支撑耳、电动缸，所述电动缸的上部通过上支撑耳与背架铰接，下部通过下支撑耳与天线座铰接，通过执行机构的伸缩，调整俯仰角大小。
作为本发明的进一步改进，所述俯仰角调节机构(12)为伺服电机和/或步进电机。
作为本发明的进一步改进，天线座(9)上包括互相垂直安置的两个电子水平仪，可以检测天线座(9)的初始水平状态。
作为本发明的进一步改进，反射面(6)由4块面板拼装而成，各板之间通过卡口及定位销连接，与背架(10)贴合固定实现拼装。
作为本发明的进一步改进，定位模块(7)为北斗模块和/或GNSS模块，用于采集自适应系统所在的经纬度信息。
一种用于上述星载SAR条带工作模式自适应系统的观测区域判定方法，通过检测自适应系统接收到的星载SAR信号特征值，来判断星载SAR是否开机，且是否处于条带工作模式，并判定观测区域，包括以下实施步骤：
步骤1：将自适应系统安置的经纬度信息输入上位机(4)；
步骤2：通过上位机(4)的轨道计算模块(15)获得SAR卫星某时刻的卫星位置h、SAR卫星相对于自适应系统的俯仰角参数
Figure BDA0002502761140000041
和方位角参数φ，SAR卫星最大临空观测时间窗口[t0，tg]；
步骤3：将卫星相对于自适应系统的俯仰角参数
Figure BDA0002502761140000042
和方位角参数φ输入下位机(5)并转换为电控信号传输给电控调整机构(3)，使天线指向过境星载SAR；
步骤4：判断自适应系统是否采集到信号，如果没有采集到信号，转至步骤2；如果采集到信号，转至步骤5；
步骤5：判断采集到的信号是否为线性调频信号，如果不是线性调频信号，转至步骤2；如果是线性调频信号，转至步骤6；
步骤6：设定开机脉冲宽度判断阈值δτ1，信号带宽开机判断阈值δB1；
步骤6.1：判断采集的脉冲宽度τ是否满足开机脉冲宽度判断阈值δτ1设定，即满足式(1)，
τ≥δτ1 (1)
步骤6.2：判断采集的信号带宽B是否满足开机信号带宽判断阈值δB1设定，即满足式(2)，
B≥δB1 (2)
如果式(1)、(2)都成立则转至步骤7，否则转至步骤2；
步骤7：设Prmax为采集到的瞬时最大信号强度，Prmin为接收机灵敏度；
步骤7.1：如果自适应自适应系统在SAR机载平台最大临空观测时间窗口[t0，tg]内采集到的瞬时最大信号强度Prmax，满足式(3)：
Prmax＜Prmin+30dBmiW (3)
则认为，过境星载SAR的主瓣未曾到达过自适应系统所在地面区域，转至步骤2；
步骤7.2：如果自适应系统在SAR卫星最大临空观测时间窗口[t0，tg]内采集到的瞬时信号强度满足式(4)：
Prmax≥Prmin+30dBmiW (4)
则认为，过境星载SAR的主瓣到达了自适应系统所在地面区域，转至步骤8；
步骤8：设定星载SAR工作模式判断条件，包括最大信号强度Prmax持续时间判断阈值δΔt，条带工作模式信号带宽判断阈值δB2，条带工作模式脉冲宽度判断阈值δτ2；
步骤8.1：判断实际测量最大信号强度Prmax持续时间Δt是否满足判断阈值δΔt，即满足式(5)，
Δt＞δΔt (5)
步骤8.2：判断采集的脉冲宽度τ是否满足条带工作模式脉冲宽度判断阈值δτ2，即满足式(6)：
τ＞δτ1 (6)
步骤8.3：判断采集带宽B是否满足条带工作模式信号带宽δB2，即满足式(7)：
B＞δB2 (7)
如果式(5)-(7)都成立，则判定处于条带工作模式转至步骤9，否则转至步骤2；
步骤9：对条带工作模式的视角进行判定，根据上位机(4)得到临空SAR机载平台的高度信息口，机载平台所处的位置A(xA，yA，zA)，机载平台的地面轨迹点B(xB，yB，zB)，地面接收设备所处的位置C(xC，yC，zC)，机载平台天线指向在地面的位置D(xD，yD，zD)，AC为地面接收设备到机载平台的斜距，AD为SAR天线主波束中心的指向，BC为斜距在地面的投影长度，BD为波束在地面的投影长度；
步骤9.1：根据以上参数求解φ和φ′，φ为地面接收机与卫星星下点的连线与卫星波束指向在地面的投影之间的夹角，φ′卫星相对地面接收机的方位角，则φ和φ′满足式(8)，
Figure BDA0002502761140000051
步骤9.2：求解
Figure BDA0002502761140000052
为AC与AD的夹角，根据式(11)计算一个平面内角方向的天线增益
Figure BDA0002502761140000053
Figure BDA0002502761140000054
式中，G(0)为天线主瓣增益，
Figure BDA0002502761140000055
天线方向图，且
Figure BDA0002502761140000056
Figure BDA0002502761140000057
为偏离天线主瓣最大值的角度根据式(10)可得，且
Figure BDA0002502761140000058
的最小值满足式(11)，
Figure BDA0002502761140000059
Figure BDA00025027611400000510
步骤9.3：求解θ，则θ为SAR雷达视角，根据式(12)可得，
Figure BDA0002502761140000061
步骤10：计算观测区域条带宽度W，距离向波束宽度为Δθ，根据式(13)、(14)可求得φ1与φ2，则根据式(15)可以求得观测区域条带宽度W，
φ1＝arcsin[sin(θ+Δθ/2)(Re+h)/Re]-θ-Δθ/2 (13)
φ2＝arcsin[sin(θ-Δθ/2)(Re+h)/Re]-θ+Δθ/2 (14)
W＝Re(φ1-φ2) (15)
步骤11：输入观测区域条带宽度W，设S为观测区域面积，v为卫星运行速度，则根据式(16)可以计算星载SAR在条带工作模式下的观测区域：
S＝WvΔt(16)
输出S，并转回步骤2。
本发明的有益效果：一种星载SAR条带工作模式自适应系统及观测区域判定方法，包括接收接收天线、SAR雷达接收设备、电控调整机构、下位机、馈电系统、电源、定位模块。通过本系统的运行可以在地面完成对星载SAR条带工作状态和工作模式的自动识别，通过采集到的参数和星载SAR条带工作模式下典型信号特征的比对，可以自动判定星载SAR是否开机，是否处于条带的工作模式，以及相应的观测区域等。同时，本发明基于上述自适应系统的判定方法，可以连续、动态、实时对不同星载SAR条带工作模式下的工作状态、观测区域进行判定。
附图说明
图1星载SAR条带工作模式自适应系统结构图
图2星载SAR雷达接收机结构图
图3星载SAR条带工作模式的视角模型图
图4星载SAR条带工作模式状态与观测区域判定流程图
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的一个实施方式，结合图1本发明的一种星载SAR条带工作模式自适应系统，包括接接收天线(1)、SAR雷达接收设备(2)、电控调整机构(3)、上位机(4)、下位机(5)、馈电系统和电源(6)、定位模块(7)，其特征在于所述接收天线(1)包括反射面(8)、天线座(9)、背架(10)，所述调整机构(3)包括方位角调整机构(11)和俯仰角调整机构(12)，并与所述馈电系统和电源(6)连接，所述背架(10)与反射面(8)背部贴合并连接固定，且与俯仰角调整机构(12)活动连接，并安置有电子角度仪(13)，可以检测背架(10)与水平基准面的夹角；所述天线座(9)与方位角调整机构(11)活动连接，并且安置有汇流环(14)；所述上位机(4)包括轨道计算模块(15)，并与电馈电系统和电源(6)连接，可以根据探测需要和轨道计算数据控制接收机待机状态和工作状态，计算SAR过顶本区域的时间，并根据过顶时间计算地面接收机接收天线的初始方位向角度参数φ和俯仰向角度参数
Figure BDA0002502761140000071
所述天线座(9)上安置有电子角度仪(16)，可以检测天线座(9)在稳态时与垂直基本面的夹角。
根据本发明的一个实施方式，结合图2本发明的一种星载SAR条带工作模式自适应系统SAR雷达接收设备(2)包括接收设备保护器(17)、低噪声高频放大器(18)、混频器(19)、本机振荡器(20)、中频放大器(21)、检波器(22)和视频放大器(23)、接收设备保护器(24)，通过接收天线(1)采集到的高频信号，经过低噪声高频放大器(18)后再送到混频器(19)，混频器(19)与本机振荡器(20)产生的等幅高频电压混频，将信号频率降为中频(IF)，并传至中频放大器(20)对中频脉冲信号进行放大和匹配滤波，以获得最大的输出信噪比，最后经过检波器(22)和视频放大器(23)视频放大后送至下位机(5)。
根据本发明的一个实施方式，结合图3、4，一种用于上述星载SAR条带工作模式的便携地面接收系统的检测方法包括以下步骤：
步骤1：将自适应系统安置的经纬度信息输入上位机(4)；
步骤2：通过上位机(4)的轨道计算模块(15)获得SAR卫星某时刻的卫星位置h、SAR卫星相对于自适应系统的俯仰角参数
Figure BDA0002502761140000072
和方位角参数φ，SAR卫星最大临空观测时间窗口[t0，tg]；
步骤3：将卫星相对于自适应系统的俯仰角参数
Figure BDA0002502761140000073
和方位角参数φ输入下位机(5)并转换为电控信号传输给电控调整机构(3)，使天线指向过境星载SAR；
步骤4：判断自适应系统是否采集到信号，如果没有采集到信号，转至步骤2；如果采集到信号，转至步骤5；
步骤5：判断采集到的信号是否为线性调频信号，如果不是线性调频信号，转至步骤2；如果是线性调频信号，转至步骤6；
步骤6：设定开机脉冲宽度判断阈值δτ1＝5μs，信号带宽开机判断阈值δB1＝10MHz；
步骤6.1：判断采集的脉冲宽度τ是否满足开机脉冲宽度判断阈值δτ1设定，即满足式(17)，输入仿真数据τ＝20μs，
τ≥δτ1 (17)
步骤6.2：判断采集的信号带宽B与信号带宽开机判断阈值设定，即满足式(18)，输入仿真数据B＝300MHz，
B≥δB1 (18)
则(18)、(19)都成立则，转至步骤7；
步骤7：设Prmin＝-110dBmW为接收机灵敏度；
步骤7.1：输入仿真数据在SAR卫星最大临空观测时间窗口[t0，tg]＝内采集到的瞬时信号强度Prmax＝-65dBmW，满足
Prmax≥Prmin+30dBmiW (19)
满足(19)则认为，过境星载SAR的主瓣到达了自适应系统所在地面区域，转至步骤8；
步骤8：设定星载SAR工作模式判断条件，包括最大信号强度Prmax持续时间判断阈值δΔt＝5s，条带工作模式信号带宽判断阈值δB2＝200MHz，条带工作模式脉冲宽度判断阈值δτ2＝10μs；
步骤8.1：输入仿真数据实际测量最大信号强度Prmax持续时间Δt＝＝8s，即，
Δt＞δΔt (20)
满足式(20)；
步骤8.2：输入仿真数据采集的脉冲宽度τ＝20μs，即，
τ＞δτ1 (21)
满足式(21)；
步骤8.3：输入仿真数据采集带宽B＝300MHz，即
B＞δB2 (22)
满足式(22)，则判定处于条带工作模式转至步骤9；
步骤9：对条带工作模式的视角进行判定，根据STK数据处理模块得到临空SAR卫星的高度信息口＝780km，卫星所处的位置A(0，0,780km)，卫星的星下点位置B[0，0，0]，自适应系统的位置C[390km，675km，0]，AC为SAR雷达接收设备到卫星的斜距，AD为SAR天线主波束中心的到地面的距离，BC为斜距在地面的投影长度，BD为波束在地面的投影长度；
步骤9.1：根据以上参数求解φ和φ′，φ为地面接收机与卫星星下点的连线与卫星波束指向在地面的投影之间的夹角，φ′卫星相对地面接收机的方位角，φ′＝60°，则φ＝30，满足式(23)
φ＝90°-φ′，0＜φ′≤90° (23)
步骤9.2：求解
Figure BDA0002502761140000091
为AC与AD的夹角，根据式(24)计算一个平面内角方向的天线增益
Figure BDA0002502761140000092
Figure BDA0002502761140000093
式中，G(0)＝55dB为天线主瓣增益，
Figure BDA0002502761140000094
天线方向图，且
Figure BDA0002502761140000095
d＝10m，λ＝c/f，f＝7.8GHz，c为光速，得出波长λ＝0.038m，最大值的角度根据式(25)可得，目
Figure BDA0002502761140000096
的最小值满足式(26)，得出
Figure BDA0002502761140000097
Figure BDA0002502761140000098
Figure BDA0002502761140000099
步骤9.3求解θ，则θ为SAR雷达视角，根据式(27)可得θ＝43.2°，
Figure BDA00025027611400000910
步骤10：计算观测区域条带宽度W，距离向波束宽度为Δθ＝1°，根据式(28)、(29)可求得φ1＝42.8°与φ2＝43.8°，
Figure BDA00025027611400000911
则根据式(30)可以求得观测区域条带宽度W＝18.6km。
φ1＝arcsin[sin(θ+Δθ/2)(Re+h)/Re]-θ-Δθ/2 (28)
φ2＝arcsin[sin(θ-Δθ/2)(Re+h)/Re]-θ+Δθ/2 (29)
W＝Re(φ1-φ2) (30)
步骤11：输入观测区域条带宽度W，设S为观测区域面积，v＝7.9km/s为卫星运行速度，最大信号强度Prmax持续时间Δt＝＝8s，则根据式(31)可以计算星载SAR在条带工作模式下的观测区域S＝1175km2：
S＝WvΔt (31)
输出S，并转回步骤2。
以上所述为本发明较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种星载SAR条带工作模式自适应识别系统，包括接收天线(1)、SAR雷达接收设备(2)电控调整机构(3)、上位机(4)、下位机(5)、馈电系统和电源(6)、定位模块(7)，其特征在于所述接收天线(1)包括反射面(8)、天线座(9)、背架(10)，所述调整机构(3)包括方位角调整机构(11)和俯仰角调整机构(12)，并与所述馈电系统和电源(6)连接，所述背架(10)与反射面(8)背部贴合并连接固定，且与俯仰角调整机构(12)活动连接，并安置有电子角度仪(13)，可以检测背架(10)与水平基准面的夹角；所述天线座(9)与方位角调整机构(11)活动连接，并且安置有汇流环(14)；所述上位机(4)包括轨道计算模块(15)，并与电馈电系统和电源(6)连接，可以根据探测需要和轨道计算数据控制接收机待机状态和工作状态，计算SAR过顶本区域的时间，并根据过顶时间计算地面接收机接收天线的初始方位向角度参数φ和俯仰向角度参数
Figure RE-FDA0002591065440000011
所述天线座(9)上安置有电子角度仪(16)，可以检测天线座(9)在稳态时与垂直基本面的夹角。
2.根据权利要求1所述的一种星载SAR条带工作模式自适应识别系统，其特征在于所述SAR雷达接收设备(2)包括接收设备保护器(17)、低噪声高频放大器(18)、混频器(19)、本机振荡器(20)、中频放大器(21)、检波器(22)和视频放大器(23)、接收设备保护器，通过接收天线(1)采集到的高频信号，经过低噪声高频放大器(18)后再送到混频器(19)，混频器(19)与本机振荡器(20)产生的等幅高频电压混频，将信号频率降为中频(IF),并传至中频放大器(20)对中频脉冲信号进行放大和匹配滤波，以获得最大的输出信噪比，最后经过检波器(22)和视频放大器(23)视频放大后送至下位机(5)。
3.根据权利要求1所述的一种星载SAR条带工作模式自适应识别系统，其特征在于所述上位机(4)和馈电系统和电源(6)之间安置有待机自动开关(24)，可以由轨道计算数据在上位机(4)内转为待机自动开关(24)的控制信号，可以控制待机自动开关(24)转化工作地面接收设备的工作状态。
4.根据权利要求1所述的一种星载SAR条带工作模式自适应识别系统，其特征在于所述背架(10)与反射面(8)为卡接或栓接，能够实现反射面(8)从背架(10)上的快速拆装。
5.根据权利要求1所述的一种星载SAR条带工作模式自适应识别系统，其特征在于所述方位角调整机构(11)由方位座、固定板、圆柱大齿轮、圆柱小齿轮、执行机构、拉紧螺栓组件及滑块组成，所述圆柱大齿轮固定在方位座上，通过拉紧螺栓组件与固定板槽内的滑块锁紧固定；圆柱小齿轮固定安装在固定板上并与圆柱大齿轮相齿合，圆柱小齿轮下部与执行机构相连，由执行机构带动圆柱小齿轮转动，再通过齿合联动带动圆柱大齿轮及方位座按照预设角度转动。
6.根据权利要求1所述的一种星载SAR条带工作模式自适应识别系统，其特征在于所述俯仰角调节机构(12)由上支撑耳、下支撑耳、电动缸，所述电动缸的上部通过上支撑耳与背架铰接，下部通过下支撑耳与天线座铰接，通过执行机构的伸缩，调整俯仰角大小。
7.根据权利要求1所述的一种星载SAR条带工作模式自适应识别系统，其特征在于所述俯仰角调节机构(12)为伺服电机和/或步进电机。
8.根据权利要求1所述的一种星载SAR条带工作模式自适应识别系统，其特征在于所述天线座(9)上包括互相垂直安置的两个电子水平仪，可以检测天线座(9)的初始水平状态。
9.根据权利要求1所述的一种星载SAR条带工作模式自适应识别系统，其特征在于所述反射面(6)由4块面板拼装而成，各板之间通过卡口及定位销连接，与背架(10)贴合固定实现拼装。
10.根据权利要求1所述的一种星载SAR条带工作模式自适应识别系统，其特征在于作为本实用新型的进一步改进，定位模块(7)为北斗模块和/或GNSS模块，用于采集识别系统所在的经纬度信息。
11.一种用于上述星载SAR条带工作模式自适应系统的观测区域判定方法，通过检测识别系统接收到的星载SAR信号特征值，来判断星载SAR是否开机，且是否处于条带工作模式，并判定观测区域，包括以下实施步骤：
步骤1：将识别系统安置的经纬度信息输入上位机(4)；
步骤2：通过上位机(4)的轨道计算模块(15)获得SAR卫星某时刻的卫星位置h、SAR卫星相对于识别系统的俯仰角参数
Figure RE-FDA0002591065440000022
和方位角参数φ,SAR卫星最大临空观测时间窗口[t0,tg]；
步骤3：将卫星相对于识别系统的俯仰角参数
Figure RE-FDA0002591065440000021
和方位角参数φ输入下位机(5)并转换为电控信号传输给电控调整机构(3)，使天线指向过境星载SAR；
步骤4：判断自适应识别系统是否采集到信号，如果没有采集到信号，转至步骤2；如果采集到信号，转至步骤5；
步骤5：判断采集到的信号是否为线性调频信号，如果不是线性调频信号，转至步骤2；如果是线性调频信号，转至步骤6；
步骤6：设定开机脉冲宽度判断阈值δτ1，信号带宽开机判断阈值δB1；
步骤6.1：判断采集的脉冲宽度τ是否满足开机脉冲宽度判断阈值δτ1设定，即满足式(1)，
τ≥δτ1 (1)
步骤6.2：判断采集的信号带宽B是否满足开机信号带宽判断阈值δB1设定，即满足式(2)，
B≥δB1 (2)
如果式(1)、(2)都成立则转至步骤7，否则转至步骤2；
步骤7：设Prmax为采集到的瞬时最大信号强度，Prmin为接收机灵敏度；
步骤7.1：如果自适应自适应识别系统在SAR机载平台最大临空观测时间窗口[t0,tg]内采集到的瞬时最大信号强度Prmax，满足式(3)：
Prmax＜Prmin+30dBmiW (3)
则认为，过境星载SAR的主瓣未曾到达过自适应识别系统所在地面区域，转至步骤2；
步骤7.2：如果自适应识别系统在SAR卫星最大临空观测时间窗口[t0,tg]内采集到的瞬时信号强度满足式(4)：
Prmax≥Prmin+30dBmiW (4)
则认为，过境星载SAR的主瓣到达了自适应识别系统所在地面区域，转至步骤8；
步骤8：设定星载SAR工作模式判断条件，包括最大信号强度Prmax持续时间判断阈值δΔt，条带工作模式信号带宽判断阈值δB2，条带工作模式脉冲宽度判断阈值δτ2；
步骤8.1：判断实际测量最大信号强度Prmax持续时间Δt是否满足判断阈值δΔt，即满足式(5)，
Δt>δΔt (5)
步骤8.2：判断采集的脉冲宽度τ是否满足条带工作模式脉冲宽度判断阈值δτ2，即满足式(6)：
τ>δτ1 (6)
步骤8.3：判断采集带宽B是否满足条带工作模式信号带宽δB2，即满足式(7)：
B>δB2 (7)
如果式(5)-(7)都成立，则判定处于条带工作模式转至步骤9，否则转至步骤2；
步骤9：对条带工作模式的视角进行判定，根据下位机(5)得到临空SAR机载平台的高度信息h，机载平台所处的位置A(xA,yA,zA)，机载平台的地面轨迹点B(xB,yB,zB)，地面接收设备所处的位置C(xC,yC,zC)，机载平台天线指向在地面的位置D(xD,yD,zD)，AC为地面接收设备到机载平台的斜距，AD为SAR天线主波束中心的指向，BC为斜距在地面的投影长度，BD为波束在地面的投影长度；
步骤9.1：根据以上参数求解φ和φ′，φ为地面接收机与卫星星下点的连线与卫星波束指向在地面的投影之间的夹角，φ′卫星相对地面接收机的方位角，则φ和φ′满足式(8)，
Figure RE-FDA0002591065440000041
步骤9.2：求解
Figure RE-FDA0002591065440000042
Figure RE-FDA0002591065440000043
为AC与AD的夹角，根据式(11)计算一个平面内角方向的天线增益
Figure RE-FDA0002591065440000044
Figure RE-FDA0002591065440000045
式中，G(0)为天线主瓣增益，
Figure RE-FDA0002591065440000046
天线方向图，且
Figure RE-FDA0002591065440000047
为偏离天线主瓣最大值的角度根据式(10)可得，且
Figure RE-FDA0002591065440000048
的最小值满足式(11)，
Figure RE-FDA0002591065440000049
Figure RE-FDA00025910654400000410
步骤9.3：求解θ，则θ为SAR雷达视角，根据式(12)可得，
Figure RE-FDA00025910654400000411
步骤10：计算观测区域条带宽度W，距离向波束宽度为Δθ，根据式(13)、(14)可求得φ1与φ2，则根据式(15)可以求得观测区域条带宽度W，
φ1＝arcsin[sin(θ+Δθ/2)(Re+h)/Re]-θ-Δθ/2 (13)
φ2＝arcsin[sin(θ-Δθ/2)(Re+h)/Re]-θ+Δθ/2 (14)
W＝Re(φ1-φ2) (15)
步骤11：输入观测区域条带宽度W，设S为观测区域面积，v为卫星运行速度，则根据式(16)可以计算星载SAR在条带工作模式下的观测区域：
S＝WvΔt (16)
输出S，并转回步骤2。
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