CN116338588B - 一种基于非互易结构自适应星载天线副瓣抑制方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于非互易结构自适应星载天线副瓣抑制方法及设备，包括：对星载天线工作高度及天线副瓣对应的模糊带进行分析，获取天线副瓣、星下点及模糊带的对应关系；设计非互易结构覆盖的星载天线，其中非互易结构用于对星载SAR接收天线副瓣对应的方向的信号进行抑制；根据星载SAR系统对距离模糊中不同模糊带的抑制需求，通过自适应控制器对非互易结构进行控制，进而实现对不同角度接收电磁波的抑制，从而解决从副瓣进入系统的模糊信号。本发明实现星载SAR系统天线副瓣接收模糊信号的抑制，实现星载SAR系统距离模糊的改善。

Description

一种基于非互易结构自适应星载天线副瓣抑制方法及设备
技术领域
本发明属于合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）领域，尤其是星载SAR天线设计领域，具体涉及一种基于非互易结构自适应星载天线副瓣抑制方法及设备。
背景技术
星载SAR系统与目标之间的距离可以达到数百公里以上，雷达脉冲的作用距离远，双程传输时间通常数倍于脉冲重复周期，当成像带内的回波信号到达雷达接收机时，与成像带的回波信号延时相差整数个脉冲重复周期的其他区域的回波信号也会通过天线副瓣到达接收机，这些信号和成像带内的回波信号叠加在一起，成为对有用信号的干扰信号，即距离模糊信号。从星载天线设计角度来说，抑制天线副瓣是比较常见的解决距离模糊的方法。近些年来，针对天线副瓣的抑制研究很多，主要集中在以下几方面：一是传统的通过天线硬件馈电网络的幅相加权来实现，另一种是研究较多的空域波束形成算法来实现。
随着星载天线形式的推陈出新，利用新型材料或结构来抑制星载天线副瓣的方式仍比较罕见。
发明内容
为解决星载SAR系统距离模糊问题，本发明提供一种基于非互易结构的自适应星载天线副瓣抑制方法及设备，实现星载SAR系统天线副瓣接收模糊信号的抑制，从而实现星载SAR系统距离模糊的改善。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于非互易结构自适应星载天线副瓣抑制方法，包括如下步骤：
步骤1：对星载SAR系统天线工作高度及天线副瓣对应的模糊带进行分析，获取天线副瓣、星下点及模糊带的对应关系；
步骤2：基于步骤1设计非互易结构覆盖的星载天线，其中非互易结构用于对星载SAR系统的接收天线副瓣对应的方向的电磁波信号进行抑制；
步骤3：根据星载SAR系统对距离模糊中不同模糊带的抑制需求，通过自适应控制器对非互易结构进行控制，进而实现对不同角度接收电磁波信号的抑制，从而解决从接收天线副瓣进入星载SAR系统的模糊信号。
进一步地，所述步骤2中，非互易结构具有自然状态和工作状态；在自然状态下，非互易结构具有对电磁波信号法向角度和非法向角度的透波性；在工作状态下，非互易结构具有对法向角度电磁波信号透波性，和非法向角度的非透波性或非法向角度的较差透波性。
进一步地，所述步骤3中，星载SAR系统天线工作于发射状态时，自适应控制器控制非互易结构选择自然状态，此时电磁波信号正常发射出去；星载SAR系统天线工作于接收状态时，自适应控制器控制非互易结构选择工作状态，星载SAR系统天线正常接收法向的电磁波信号，但不能接收副瓣方向的电磁波信号。
本发明还提供一种基于非互易结构自适应星载天线副瓣抑制设备，包括星载SAR系统天线、非互易结构和自适应控制器；所述星载SAR系统天线用于实现系统电磁波信号的发射和接收；所述非互易结构置于星载SAR系统天线上方，在发射状态时，进行电磁波信号的传输；在接收状态时，用于对天线副瓣角度电磁波信号进行抑制；所述自适应控制器对非互易结构进行控制，控制非互易结构对不同角度的电磁波信号的输入输出抑制状态。
有益效果：
本发明旨在提供一种基于非互易结构自适应星载天线副瓣抑制方法及设备，以实现星载SAR系统天线副瓣接收模糊信号的抑制，实现星载SAR系统距离模糊的改善。
附图说明
图１是本发明的一种基于非互易结构自适应星载天线副瓣抑制设备的示意图；
图2是本发明的一种基于非互易结构自适应星载天线副瓣抑制方法的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，本发明的一种基于非互易结构自适应星载天线副瓣抑制设备包括星载SAR系统天线1、非互易结构2和自适应控制器3。
所述星载SAR系统天线1用于实现系统电磁波信号的发射和接收；所述非互易结构2置于星载SAR系统天线1上方，在发射状态时，正常进行电磁波信号的传输；在接收状态时，用于对天线副瓣角度电磁波信号进行抑制；所述自适应控制器3的主要功能是对非互易结构2进行控制，控制非互易结构2对不同角度的电磁波信号的输入输出抑制状态。
如图2所示，本发明首先根据星载SAR系统工作高度及星载SAR系统天线1的波束宽度，得到能量较强的第一模糊区对应的角度；根据星载SAR系统星下点与星载SAR系统天线1的角度关系得到非互易结构2与星载SAR系统天线1的角度对应关系；通过非互易结构2对接收天线副瓣的抑制，减小从接收天线副瓣进入星载SAR系统的模糊信号，最终解决星载系统的距离模糊问题。图2中，4表示发射电磁波信号法向波束，5表示发射电磁波信号副瓣波束，6表示接收电磁波信号法向波束，7表示接收电磁波信号副瓣波束。
具体地，本发明的一种基于非互易结构自适应星载天线副瓣抑制方法包括如下步骤：
步骤1：对星载SAR系统天线1的工作高度及星载SAR系统天线1副瓣对应的模糊带进行分析，获取星载SAR系统天线1副瓣与模糊带的对应关系，一般来讲，第一副瓣对应的角度形成的模糊带能量最强：
步骤2：基于步骤1设计非互易结构2覆盖的星载SAR系统天线，其中非互易结构2用于对星载SAR系统接收天线副瓣对应的方向的电磁波信号进行抑制，具体包括：
非互易结构2具有自然状态和工作状态；在自然状态下，非互易结构2具有对电磁波信号法向角度和非法向角度的透波性；在工作状态下，非互易结构2具有对电磁波信号法向角度透波性，和非法向角度的非透波性或非法向角度的较差透波性，如透波率低于50%。
步骤3：根据星载SAR系统对距离模糊中不同模糊带的抑制需求，通过自适应控制器3对非互易结构2进行控制，进而实现对不同角度接收电磁波信号的抑制，从而解决从副瓣进入星载SAR系统的模糊信号，具体使用流程如下：
1）星载SAR系统天线1工作于发射状态时，自适应控制器3控制非互易结构2选择自然状态，此时电磁波信号可以正常发射出去；
2）星载SAR系统天线1工作于接收状态时，自适应控制器3控制非互易结构2选择工作状态，此时，星载SAR系统天线1可以正常接收法向的电磁波信号，但不能接收副瓣方向的电磁波信号。
在本技术方案中，基于非互易结构的副瓣抑制方法、设备中，非互易结构仅指代能够实现非互易效果的结构或设备，不局限于特定结构。
综上所述，本技术方案中的设计仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于非互易结构自适应星载天线副瓣抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：对星载SAR系统天线工作高度及天线副瓣对应的模糊带进行分析，获取天线副瓣、星下点及模糊带的对应关系；
步骤2：基于步骤1设计非互易结构覆盖的星载天线，其中非互易结构用于对星载SAR系统的接收天线副瓣对应的方向的电磁波信号进行抑制；非互易结构具有自然状态和工作状态；在自然状态下，非互易结构具有对电磁波法向角度和非法向角度的透波性；在工作状态下，非互易结构具有对电磁波法向角度透波性，和非法向角度的非透波性或非法向角度的较差透波性；
步骤3：根据星载SAR系统对距离模糊中不同模糊带的抑制需求，通过自适应控制器对非互易结构进行控制，进而实现对不同角度接收电磁波信号的抑制，从而解决从接收天线副瓣进入星载SAR系统的模糊信号；星载SAR系统天线工作于发射状态时，自适应控制器控制非互易结构选择自然状态，此时电磁波信号正常发射出去；星载SAR系统天线工作于接收状态时，自适应控制器控制非互易结构选择工作状态，星载SAR系统天线正常接收法向的电磁波信号，但不能接收副瓣方向的电磁波信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于非互易结构自适应星载天线副瓣抑制方法的设备，其特征在于：包括星载SAR系统天线、非互易结构和自适应控制器；所述星载SAR系统天线用于实现电磁波信号的发射和接收；所述非互易结构置于星载SAR系统天线上方，在发射状态时，进行电磁波信号的传输；在接收状态时，用于对天线副瓣角度电磁波信号进行抑制；所述自适应控制器对非互易结构进行控制，控制非互易结构对不同角度的电磁波信号的输入输出抑制状态。
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