專利名稱：一種使用混沌信號的合成孔徑雷達系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于合成孔徑雷達系統(tǒng)，特別是使用非線性調(diào)頻信號、噪聲信號以及混沌信號的合成孔徑雷達系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的合成孔徑雷達(SAR)在距離向的高分辨率是通過線性調(diào)頻信號(LFM)進行脈壓獲取的，但LFM信號不容易實現(xiàn)波形捷變，由于在使用合成孔徑雷達時必須發(fā)出多個雷達信號p(t)，敵軍可根據(jù)這些信號訓(xùn)練其自適應(yīng)信號處理器較好地獲得p(t)的估計，為了對抗這種信號估計，可以在發(fā)射每個脈沖時改變雷達信號p(t)以迷惑敵軍接收雷達，這就是脈沖分集技術(shù)。隨機噪聲信號各個時刻都不相關(guān)，本身就具備了脈沖分集的特性，已被用到合成孔徑雷達中來提高雷達的抗干擾性能。噪聲信號具有不可重復(fù)性，雖然具有較高的抗干擾性能，同時也帶來了處理上的困難。
隨著合成孔徑雷達應(yīng)用領(lǐng)域的研究不斷拓展和深入，越來越多的觀測任務(wù)對合成孔徑雷達(SAR)衛(wèi)星的性能指標(biāo)提出了更為苛刻的要求，例如，戰(zhàn)場偵查、災(zāi)害監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控等等。這些應(yīng)用不僅僅要求合成孔徑雷達衛(wèi)星具有一定的分辨率，還要求其能夠?qū)崿F(xiàn)對大面積定點區(qū)域進行不間斷的觀測，這就在重復(fù)觀測周期、測繪帶寬、雷達觀測可達能力等方面向舊的設(shè)計思路提出了挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決上述技術(shù)中噪聲信號不具有可重復(fù)性，需要實時記錄發(fā)射波形或?qū)Πl(fā)射波形做延時，增加了系統(tǒng)復(fù)雜度，噪聲信號處理困難的問題，為了實現(xiàn)所述的目的，本發(fā)明提供一種測繪帶寬或分辨率高、容易處理噪聲信號、使用混沌信號的合成孔徑雷達系統(tǒng)。
為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的一種使用混沌信號的合成孔徑雷達系統(tǒng)，包括基帶混沌信號發(fā)生器、正交調(diào)制器、第一中頻帶通濾波器和放大器、第一混頻器、功率放大器、低噪聲放大器、第二混頻器、第二中頻帶通濾波器和放大器、相干檢波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)記錄器、成像處理器、定時器、頻率源、雙工器和天線；基帶混沌信號發(fā)生器輸出兩路基帶混沌信號，基帶混沌信號發(fā)生器輸出的第一路基帶混沌信號兩路正交分量與正交調(diào)制器的兩個輸入端連接，正交調(diào)制器，將所述第一路基帶混沌信號正交調(diào)制到頻率源輸出的中頻fo上，正交調(diào)制器輸出中頻混沌信號；正交調(diào)制器、第一中頻帶通濾波器和放大器、第一混頻器、功率放大器依次串聯(lián)連接，雙工器的輸入端與功率放大器輸出端連接，第一中頻帶通濾波器和放大器，將所述中頻混沌信號進行濾波和功率放大，第一混頻器，將中頻混沌信號與頻率源輸出的載頻fc進行混頻并轉(zhuǎn)化成射頻信號，功率放大器，將混頻后的射頻信號進行功率放大給入雙工器，雙工器和天線，將射頻信號發(fā)射；低噪聲放大器、第二混頻器、第二中頻帶通濾波器和放大器、相干檢波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)記錄器、成像處理器依次串聯(lián)連接，雙工器實現(xiàn)接收信號和發(fā)射信號的隔離，雙工器的三個端口分別與功率放大器、低噪聲放大器和天線連接，低噪聲放大器，將雙工器的回波信號進行放大處理；第二混頻器，將放大處理的回波信號和頻率源輸出的載頻fc進行下變頻轉(zhuǎn)換成中頻混沌信號；第二中頻帶通濾波器和放大器，對中頻混沌信號進行濾波并放大；相干檢波器，對濾波放大的中頻混沌信號檢波輸出基帶混沌信號的兩路正交分量；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將模擬基帶混沌信號的兩個正交分量轉(zhuǎn)換成數(shù)字基帶回波信號；數(shù)據(jù)記錄器，記錄模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字基帶回波信號的兩個數(shù)字正交分量、記錄基帶混沌信號發(fā)生器輸出的第二路混沌信號作為距離向脈沖壓縮時的參考信號；成像處理器，對數(shù)據(jù)記錄器記錄的數(shù)據(jù)給入成像處理器進行實時處理得到雷達圖像或者進行后成像處理得到雷達圖像；頻率源的輸出端分別與正交調(diào)制器、第一混頻器、第二混頻器、相干檢波器以及定時器的輸入端相連接，定時器的輸出端分別與基帶混沌信號發(fā)生器和數(shù)據(jù)記錄器的輸入端連接，定時器產(chǎn)生觸發(fā)脈沖信號使基帶混沌信號發(fā)生器與數(shù)據(jù)記錄器同步工作；基帶混沌信號發(fā)生器輸出的第二路基帶混沌信號與數(shù)據(jù)記錄器的輸入端連接。
所述基帶混沌信號發(fā)生器，選取合適的混沌映射關(guān)系并選取初值送入數(shù)據(jù)處理芯片生成混沌序列，根據(jù)需要產(chǎn)生的不同的混沌信號用作合成孔徑雷達的發(fā)射波形。
所述基帶混沌信號發(fā)生器產(chǎn)生的混沌信號是混沌調(diào)頻信號，或是混沌調(diào)相信號，或是混沌調(diào)幅信號。
所述基帶混沌信號發(fā)生器中采用兩層法生成混沌序列包括第一層迭代產(chǎn)生不同脈沖中混沌序列的初值，使用混沌映射f1(u，x)∶I→I，序列中的點服從概率密度為ρ1(x)的分布，如果任務(wù)中需要Na個不同的脈沖，則第一層迭代產(chǎn)生的序列長度為Na；第二層迭代使用第一層迭代產(chǎn)生的初值生成各個脈沖中的混沌序列，使用混沌映射f2(u，x)∶I→I，序列中的點服從概率密度為ρ2(x)的分布，每個脈沖中的混沌序列長度為Nr。
所述成像處理器包括距離向脈沖壓縮單元、方位向脈沖壓縮單元，當(dāng)基帶回波信號送入距離向脈沖壓縮單元，距離向脈沖壓縮單元使用第二路混沌信號作為參考函數(shù)對基帶回波信號進行距離向壓縮，經(jīng)過距離向脈沖壓縮的回波信號再給入方位向脈沖壓縮單元進行方位向壓縮得到雷達圖像。
所述基帶混沌信號發(fā)生器，基帶混沌信號發(fā)生器輸出的第二路基帶混沌信號作為距離向信號的匹配函數(shù)；或使用與基帶混沌信號發(fā)生器相同的算法和計算精度，在計算機中重新產(chǎn)生匹配函數(shù)。
所述基帶混沌信號發(fā)生器產(chǎn)生混沌調(diào)頻信號，是對所述混沌序列進行累加，通過查表法求得累加結(jié)果的正余弦值，從而得到基帶混沌調(diào)頻信號兩路正交分量的采樣值序列；所述基帶混沌信號發(fā)生器產(chǎn)生混沌調(diào)相信號是將混沌序列進行二元量化或多元量化，從而得到基帶混沌二相或多相碼信號采樣值。
所述基帶混沌信號發(fā)生器生成混沌序列，其中各個脈沖中的混沌序列采用互不相關(guān)方式，其f1與f2采用不同的混沌映射，否則f1與f2采用不同的控制參量。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明在合成孔徑雷達中采用混沌信號作為發(fā)射波形，由于混沌信號具有初值敏感性與類隨機性，類似白噪聲，具有噪聲信號的抗干擾性，用于合成孔徑雷達后不但可以獲得高分辨率圖像，還可以進行波形捷變，使用脈沖分集技術(shù)，提高了合成孔徑雷達的抗干擾性能。本發(fā)明使用混沌信號作為合成孔徑雷達的發(fā)射信號，利用混沌信號可以重復(fù)實現(xiàn)的特性，可在計算機中重新產(chǎn)生匹配函數(shù)，不需要在產(chǎn)生發(fā)射信號的同時記錄發(fā)射波形，而現(xiàn)有技術(shù)的噪聲信號不具有可重復(fù)性，需要實時記錄發(fā)射波形或?qū)Πl(fā)射波形做延時，增加了系統(tǒng)復(fù)雜度，這是混沌信號區(qū)別于噪聲信號的不同點，從而有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中噪聲信號處理困難的問題。由于使用了混沌信號技術(shù)，混沌信號合成孔徑雷達可多雷達系統(tǒng)中，處于同一個網(wǎng)絡(luò)中的雷達發(fā)射相互正交的混沌信號，各個雷達可以協(xié)同工作，從而充分發(fā)揮多雷達系統(tǒng)的優(yōu)勢；在多通道合成孔徑雷達中，不同的通道發(fā)射相互正交的混沌信號，可有效區(qū)分不同的通道，從而提高合成孔徑雷達的測繪帶寬或提高分辨率。


圖1是本發(fā)明使用混沌信號的合成孔徑雷達系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框2是本發(fā)明使用基帶混沌信號發(fā)生器1的產(chǎn)生混沌信號的示意3是本發(fā)明使用混沌信號的合成孔徑雷達系統(tǒng)中成像處理器結(jié)構(gòu)圖具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明加以詳細(xì)說明，應(yīng)指出的是，所描述的實施例僅旨在便于對本發(fā)明的理解，而對其不起任何限定作用。
根據(jù)本發(fā)明的圖1，具體地，使用混沌信號的合成孔徑雷達系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖所示，本發(fā)明中1)根據(jù)選定的混沌映射和參數(shù)，用高速DSP芯片或FPGA芯片產(chǎn)生基帶混沌信號采樣值序列，通過數(shù)模轉(zhuǎn)換得到模擬基帶混沌信號。
2)將混沌基帶信號進行正交調(diào)制得到中頻混沌信號，經(jīng)過？混頻器后得到射頻混沌信號，送入發(fā)射機發(fā)射。
3)用相干檢波器對回波信號進行正交解調(diào)。
4)用高速計算機對回波信號進行脈沖壓縮，最后得到雷達圖像。
具體地，如圖1中包括基帶混沌信號發(fā)生器1、正交調(diào)制器2、第一中頻帶通濾波器和放大器3、第一混頻器4、功率放大器5、低噪聲放大器6、第二混頻器7、第二中頻帶通濾波器和放大器8、相干檢波器9、模數(shù)轉(zhuǎn)換器10、數(shù)據(jù)記錄器11、成像處理器12、定時器13、頻率源14、雙工器15和天線16；基帶混沌信號發(fā)生器1輸出兩路基帶混沌信號，基帶混沌信號發(fā)生器1輸出的第一路基帶混沌信號兩路正交分量與正交調(diào)制器2的兩個輸入端連接，正交調(diào)制器2，將所述第一路基帶混沌信號正交調(diào)制到頻率源14輸出的中頻fo上，正交調(diào)制器2輸出中頻混沌信號；正交調(diào)制器2、第一中頻帶通濾波器和放大器3、第一混頻器4、功率放大器5依次串聯(lián)連接，雙工器15的輸入端與功率放大器5輸出端連接，第一中頻帶通濾波器和放大器3，將所述中頻混沌信號進行濾波和功率放大，第一混頻器4，將中頻混沌信號與頻率源14輸出的載頻fc進行混頻并轉(zhuǎn)化成射頻信號，功率放大器5，將混頻后的射頻信號進行功率放大給入雙工器15，雙工器15和天線16，將射頻信號發(fā)射；低噪聲放大器6、第二混頻器7、第二中頻帶通濾波器和放大器8、相干檢波器9、模數(shù)轉(zhuǎn)換器10、數(shù)據(jù)記錄器11、成像處理器12依次串聯(lián)連接，雙工器15實現(xiàn)接收信號和發(fā)射信號的隔離，雙工器15的三個端口分別與功率放大器5、低噪聲放大器6和天線16連接，低噪聲放大器6，將雙工器15的回波信號進行放大處理；第二混頻器7，將放大處理的回波信號和頻率源14輸出的載頻fc進行下變頻轉(zhuǎn)換成中頻混沌信號；第二中頻帶通濾波器和放大器8，對中頻混沌信號進行濾波并放大；相干檢波器9，對濾波放大的中頻混沌信號檢波輸出基帶混沌信號的兩路正交分量；模數(shù)轉(zhuǎn)換器10，將模擬基帶混沌信號的兩個正交分量轉(zhuǎn)換成數(shù)字基帶回波信號；數(shù)據(jù)記錄器11，記錄模數(shù)轉(zhuǎn)換器10輸出的數(shù)字基帶回波信號的兩個數(shù)字正交分量、記錄基帶混沌信號發(fā)生器1輸出的第二路混沌信號作為距離向脈沖壓縮時的參考信號；成像處理器12，對數(shù)據(jù)記錄器11記錄的數(shù)據(jù)給入成像處理器12進行實時處理得到雷達圖像或者進行后成像處理得到雷達圖像；頻率源14的輸出端分別與正交調(diào)制器2、第一混頻器4、第二混頻器7、相干檢波器9以及定時器13的輸入端相連接，定時器13的輸出端分別與基帶混沌信號發(fā)生器1和數(shù)據(jù)記錄器11的輸入端連接，定時器13產(chǎn)生觸發(fā)脈沖信號使基帶混沌信號發(fā)生器1與數(shù)據(jù)記錄器11同步工作；基帶混沌信號發(fā)生器1輸出的第二路基帶混沌信號與數(shù)據(jù)記錄器11的輸入端連接。
所述基帶混沌信號發(fā)生器1，選取合適的混沌映射關(guān)系并選取初值送入數(shù)據(jù)處理芯片生成混沌序列，根據(jù)需要產(chǎn)生的不同的混沌信號用作合成孔徑雷達的發(fā)射波形。
所述基帶混沌信號發(fā)生器1產(chǎn)生的混沌信號是混沌調(diào)頻信號，或是混沌調(diào)相信號，或是混沌調(diào)幅信號。
所述基帶混沌信號發(fā)生器1，基帶混沌信號發(fā)生器1輸出的第二路基帶混沌信號作為距離向信號的匹配函數(shù)；或使用與基帶混沌信號發(fā)生器1相同的算法和計算精度，在計算機中重新產(chǎn)生匹配函數(shù)。
本發(fā)明具體的實施如下基帶混沌信號發(fā)生器1采用DSP芯片或FPGA芯片，例如TMS320C6414；正交調(diào)制器2可采用集成電路芯片，例如AD公司的正交調(diào)制器系列芯片；第一中頻帶通濾波器和放大器3可采用集成電路芯片，例如AD公司的帶通濾波器和放大器系列芯片；第一混頻器4可采用集成電路芯片，例如AD公司的混頻器系列芯片；功率放大器5主要由行波管、行波管電源和射頻輸出選擇開關(guān)組成低噪聲放大器6可選用集成電路模塊，如Miteq的低噪聲放大器；第二混頻器7可采用集成電路芯片，例如AD公司的混頻器系列芯片；第二中頻帶通濾波器和放大器8可采用集成電路芯片，例如AD公司的帶通濾波器和放大器系列芯片；相干檢波器9可采用集成電路芯片，例如AD公司的解調(diào)器系列芯片；模數(shù)轉(zhuǎn)換器10可采用集成電路芯片，例如AD公司的模數(shù)轉(zhuǎn)換系列芯片；數(shù)據(jù)記錄器11采用磁盤記錄器；成像處理器12可使用PC機，操作系統(tǒng)Window XP；定時器13可用FPGA設(shè)計；頻率源14可選用高頻率穩(wěn)定度的100MHz晶體振蕩器為基準(zhǔn)參考頻率，經(jīng)過鎖相、倍頻或分頻產(chǎn)生所需的各路信號；雙工器15根據(jù)任務(wù)定制天線16根據(jù)任務(wù)定制；本發(fā)明的裝置工作時，基帶混沌信號發(fā)生器1分為兩路基帶混沌信號輸出，第一路基帶混沌信號為模擬信號，經(jīng)過正交調(diào)制器2、第一中頻帶通濾波器和放大器3調(diào)制得到中頻混沌信號，中頻混沌信號由第一混頻器4混頻后得到射頻信號，射頻信號經(jīng)過功率放大器5放大并送入雙工器15和天線16進行發(fā)射；第二路基帶混沌信號輸出為數(shù)字信號，送入數(shù)據(jù)記錄器11記錄作為距離向脈沖壓縮時的參考信號，來自雙工器15的回波信號經(jīng)低噪聲放大器6、第二混頻器7變頻成中頻信號，中頻信號經(jīng)過第二中頻帶通濾波器和放大器8后送入相干檢波器9，相干檢波器9輸出的檢波得到I1/Q1兩路信號并送入數(shù)據(jù)記錄器11，對數(shù)據(jù)記錄器11記錄的數(shù)據(jù)給入成像處理器12進行實時或后成像處理就得到雷達圖像。本發(fā)明中混沌信號發(fā)生器和成像處理是關(guān)鍵。
具體地，本發(fā)明的基帶混沌信號發(fā)生器1，可運用DSP芯片或FPGA芯片，選取合適的混沌映射關(guān)系并選取初值送入DSP芯片生成混沌序列，根據(jù)需要產(chǎn)生的不同的混沌信號。對混沌序列有兩種處理方法所述基帶混沌信號發(fā)生器1產(chǎn)生混沌調(diào)頻信號，是對所述混沌序列進行累加，通過查表法求得累加結(jié)果的正余弦值，從而得到基帶混沌調(diào)頻信號兩路正交分量的采樣值序列；所述基帶混沌信號發(fā)生器1產(chǎn)生不同的混沌信號包括，產(chǎn)生混沌調(diào)相信號；所述產(chǎn)生混沌調(diào)相信號，是將混沌序列進行二元量化或多元量化，從而得到基帶混沌二相或多相碼信號采樣值。
在本發(fā)明中，SAR工作于脈沖模式，為了在脈沖間實現(xiàn)波形捷變，各個脈沖中的混沌序列應(yīng)選取不同的初值。最簡單的方法是產(chǎn)生出一段較長的混沌序列，并將其分割成很多小段，不同的脈沖使用不同的小段混沌序列，從而各個脈沖之間的混沌序列不相關(guān)。這種方法有個很大的缺陷，由于計算精度的限制，在數(shù)字法中產(chǎn)生混沌序列時，混沌序列最終會變成周期序列，因此一段較長的混沌序列必然會周期化，影響各個脈沖之間的互不相關(guān)性。
為了解決這個問題，本發(fā)明中使用兩層法產(chǎn)生混沌序列，圖2是本發(fā)明使用基帶混沌信號發(fā)生器1的產(chǎn)生混沌信號的示意圖所示生成混沌序列，采用兩層法生成包括第一層映射迭代產(chǎn)生不同脈沖中混沌序列的初值，其中第一層映射為x00x10......x(Na-1)0，使用混沌映射f1(u，x)∶I→I，序列中的點服從概率密度為ρ1(x)的分布，如果任務(wù)需要Na個互不相關(guān)的脈沖，則第一層迭代產(chǎn)生的序列長度為Na；第二層迭代使用第一層迭代產(chǎn)生的初值生成各個脈沖中的混沌序列，其中第二層映射為第一個脈沖混沌序列為x00、x01......x0Nr-1，第二個脈沖混沌序列為x10、x11......x1Nr-1，......，第Na個脈沖混沌序列為x(Na-1)0x(Na-1)1......x(Na-1)(Nr-1)；使用混沌映射f2(u，x)∶I→I，序列中的點服從概率密度為ρ2(x)的分布，每個脈沖中的混沌序列長度為Nr。
所述基帶混沌信號發(fā)生器1生成混沌序列，其中各個脈沖中的混沌序列采用互不相關(guān)方式，其f1與f2采用不同的混沌映射，如果形式一樣，則應(yīng)取不同的控制參量，否則f1與f2采用不同的控制參量。
如圖3是本發(fā)明使用混沌信號的合成孔徑雷達系統(tǒng)中成像處理器結(jié)構(gòu)圖所示，所述在成像處理器12中先進行距離向信號脈沖壓縮，再進行方位向脈沖壓縮。所述距離向信號，產(chǎn)生距離向信號的匹配函數(shù)，有兩種方法，其一，距離向信號的匹配函數(shù)使用基帶混沌信號發(fā)生器1輸出的第二路基帶混沌信號做參考信號；其二，使用與基帶混沌信號發(fā)生器1相同的算法即相同的混沌映射和相同的初值和計算精度，具體的計算精度根據(jù)任務(wù)需求選定，在成像處理器12中重新產(chǎn)生匹配函數(shù)。這是混沌信號區(qū)別于噪聲信號的不同點。
根據(jù)圖1和圖3所示，是成像處理器12包括距離向脈沖壓縮單元17、方位向脈沖壓縮單元18，當(dāng)基帶回波信號送入距離向脈沖壓縮單元17，距離向脈沖壓縮單元17使用第二路基帶混沌信號作為參考函數(shù)對基帶回波信號進行距離向壓縮，經(jīng)過距離向脈沖壓縮的回波信號再給入方位向脈沖壓縮單元18進行方位向壓縮，從而得到雷達圖像。
最后強調(diào)，上面的描述是用于實現(xiàn)本發(fā)明及其實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況確定多種實現(xiàn)方法，因此，本發(fā)明的范圍不應(yīng)由該描述來限定。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的任何修改或局部替換，均屬于本發(fā)明權(quán)利要求來限定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種使用混沌信號的合成孔徑雷達系統(tǒng)，其特征在于包括基帶混沌信號發(fā)生器、正交調(diào)制器、第一中頻帶通濾波器和放大器、第一混頻器、功率放大器、低噪聲放大器、第二混頻器、第二中頻帶通濾波器和放大器、相干檢波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)記錄器、成像處理器、定時器、頻率源、雙工器和天線；基帶混沌信號發(fā)生器輸出兩路基帶混沌信號，基帶混沌信號發(fā)生器輸出的第一路基帶混沌信號兩路正交分量與正交調(diào)制器的兩個輸入端連接，正交調(diào)制器，將所述第一路基帶混沌信號正交調(diào)制到頻率源輸出的中頻f0上，正交調(diào)制器輸出中頻混沌信號；正交調(diào)制器、第一中頻帶通濾波器和放大器、第一混頻器、功率放大器依次串聯(lián)連接，雙工器的輸入端與功率放大器輸出端連接，第一中頻帶通濾波器和放大器，將所述中頻混沌信號進行濾波和功率放大，第一混頻器，將中頻混沌信號與頻率源輸出的載頻f0進行混頻并轉(zhuǎn)化成射頻信號，功率放大器，將混頻后的射頻信號進行功率放大給入雙工器，雙工器和天線，將射頻信號發(fā)射；低噪聲放大器、第二混頻器、第二中頻帶通濾波器和放大器、相干檢波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)記錄器、成像處理器依次串聯(lián)連接，雙工器實現(xiàn)接收信號和發(fā)射信號的隔離，雙工器的三個端口分別與功率放大器、低噪聲放大器和天線連接，低噪聲放大器，將雙工器的回波信號進行放大處理；第二混頻器，將放大處理的回波信號和頻率源輸出的載頻fc進行下變頻轉(zhuǎn)換成中頻混沌信號；第二中頻帶通濾波器和放大器，對中頻混沌信號進行濾波并放大；相干檢波器，對濾波放大的中頻混沌信號檢波輸出基帶混沌信號的兩路正交分量；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將模擬基帶混沌信號的兩個正交分量轉(zhuǎn)換成數(shù)字基帶回波信號；數(shù)據(jù)記錄器，記錄模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字基帶回波信號的兩個數(shù)字正交分量、記錄基帶混沌信號發(fā)生器輸出的第二路基帶混沌信號作為距離向脈沖壓縮時的參考信號；成像處理器，對數(shù)據(jù)記錄器記錄的數(shù)據(jù)給入成像處理器進行實時處理得到雷達圖像或者進行后成像處理得到雷達圖像；頻率源的輸出端分別與正交調(diào)制器、第一混頻器、第二混頻器、相干檢波器以及定時器的輸入端相連接，定時器的輸出端分別與基帶混沌信號發(fā)生器和數(shù)據(jù)記錄器的輸入端連接，定時器產(chǎn)生觸發(fā)脈沖信號使基帶混沌信號發(fā)生器與數(shù)據(jù)記錄器同步工作；基帶混沌信號發(fā)生器輸出的第二路基帶混沌信號與數(shù)據(jù)記錄器的輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述使用混沌信號的合成孔徑雷達系統(tǒng)，其特征在于所述基帶混沌信號發(fā)生器，選取合適的混沌映射關(guān)系并選取初值送入數(shù)據(jù)處理芯片生成混沌序列，根據(jù)需要產(chǎn)生的不同的混沌信號用作合成孔徑雷達的發(fā)射波形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述使用混沌信號的合成孔徑雷達系統(tǒng)，其特征在于所述基帶混沌信號發(fā)生器產(chǎn)生的混沌信號是混沌調(diào)頻信號，或是混沌調(diào)相信號，或是混沌調(diào)幅信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述使用混沌信號的合成孔徑雷達系統(tǒng)，其特征在于所述基帶混沌信號發(fā)生器中采用兩層法生成混沌序列包括第一層迭代產(chǎn)生不同脈沖中混沌序列的初值，使用混沌映射f1(u，x)I→I，序列中的點服從概率密度為ρ1(x)的分布，如果任務(wù)中需要Na個不同的脈沖，則第一層迭代產(chǎn)生的序列長度為Na；第二層迭代使用第一層迭代產(chǎn)生的初值生成各個脈沖中的混沌序列，使用混沌映射f2(u，x)I→I，序列中的點服從概率密度為ρ2(x)的分布，每個脈沖中的混沌序列長度為Nr。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述使用混沌信號的合成孔徑雷達系統(tǒng)，其特征在于所述成像處理器包括距離向脈沖壓縮單元、方位向脈沖壓縮單元，當(dāng)基帶回波信號送入距離向脈沖壓縮單元，距離向脈沖壓縮單元使用第二路基帶混沌信號作為參考函數(shù)對基帶回波信號進行距離向壓縮，經(jīng)過距離向脈沖壓縮的回波信號再給入方位向脈沖壓縮單元進行方位向壓縮得到雷達圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述使用混沌信號的合成孔徑雷達系統(tǒng)，其特征在于所述基帶混沌信號發(fā)生器，基帶混沌信號發(fā)生器輸出的第二路基帶混沌信號作為距離向信號的匹配函數(shù)；或使用與基帶混沌信號發(fā)生器相同的算法和計算精度，在計算機中重新產(chǎn)生匹配函數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述使用混沌信號的合成孔徑雷達系統(tǒng)，其特征在于所述基帶混沌信號發(fā)生器產(chǎn)生混沌調(diào)頻信號，是對所述混沌序列進行累加，通過查表法求得累加結(jié)果的正余弦值，從而得到基帶混沌調(diào)頻信號兩路正交分量的采樣值序列；
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述使用混沌信號的合成孔徑雷達系統(tǒng)，其特征在于所述基帶混沌信號發(fā)生器產(chǎn)生混沌調(diào)相信號是將混沌序列進行二元量化或多元量化，從而得到基帶混沌二相或多相碼信號采樣值。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述使用混沌信號的合成孔徑雷達系統(tǒng)，其特征在于所述基帶混沌信號發(fā)生器生成混沌序列，其中各個脈沖中的混沌序列采用互不相關(guān)方式，其f1與f2采用不同的混沌映射，否則f1與f2采用不同的控制參量。
全文摘要
本發(fā)明公開一種使用混沌信號的合成孔徑雷達系統(tǒng)，包括基帶混沌信號發(fā)生器、正交調(diào)制器、第一、第二中頻帶通濾波器和放大器、第一、第二混頻器、功率放大器、低噪聲放大器、相干檢波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)記錄器、成像處理器、定時器、頻率源、雙工器和天線；本發(fā)明使用混沌信號作為合成孔徑雷達的發(fā)射信號，利用混沌信號重復(fù)實現(xiàn)特性，重新產(chǎn)生匹配函數(shù)，不需要在產(chǎn)生發(fā)射信號的同時記錄發(fā)射波形，有效解決了噪聲信號處理困難的問題。本發(fā)明混沌信號合成孔徑雷達在多雷達系統(tǒng)中，處于同一個網(wǎng)絡(luò)中的雷達發(fā)射相互正交的混沌信號，不同的通道發(fā)射相互正交的混沌信號，可有效區(qū)分不同的通道，從而提高合成孔徑雷達的測繪帶寬或提高分辨率。
文檔編號G01S13/00GK101089655SQ20061001224
公開日2007年12月19日 申請日期2006年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月14日
發(fā)明者丁凱, 楊汝良 申請人:中國科學(xué)院電子學(xué)研究所