一種基于相位調(diào)制表面的合成孔徑雷達二維圖像調(diào)制器的制造方法
【專利說明】-種基于相位調(diào)制表面的合成孔徑雷達二維圖像調(diào)制器 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于合成孔徑雷達圖像調(diào)制領(lǐng)域。具體設(shè)及到利用相位調(diào)制表面改進傳統(tǒng) 合成孔徑雷達一維圖像調(diào)制器，更進一步來說是設(shè)計一種基于相位調(diào)制表面的合成孔徑雷 達二維雷達圖像調(diào)制器。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 合成孔徑雷達（Synthetic Aperture Radar,SAR)具有對地面目標進行全天時、全 天候二維高分辨成像的能力，是戰(zhàn)略偵察和戰(zhàn)場監(jiān)視系統(tǒng)的重要組成部分。目前各國已經(jīng) 部署的SAR包括："捕食者"無人機上的Lynx系統(tǒng)、"全球鷹"無人機上的HISAR、法國"鷹眼"無 人機平臺上的I-Master、德國的TerraSAR、加拿大"Radarsat 2"上的星載SAR系統(tǒng)等等。為 有效應對SAR的不斷發(fā)展和應用，限制其對軍事或民用目標的探測能力，相應的SAR圖像調(diào) 審IJ器應運而生，運種調(diào)制器能夠在SAR圖像上產(chǎn)生虛假圖像，從而掩蓋和保護真實目標不被 SAR發(fā)現(xiàn)?，F(xiàn)有的SAR圖像調(diào)制器主要分為有源圖像調(diào)制器和無源圖像調(diào)制器兩大類。
[0003] 有源調(diào)制器需要在精確測得SAR信號參數(shù)的基礎(chǔ)上，按照需要生成虛假圖像的特 性產(chǎn)生相應的SAR調(diào)制信號，設(shè)備量復雜且對發(fā)射功率有一定要求，成本較高。無源調(diào)制本 身不發(fā)射任何能量，通過將錐條、角反射器和等離子體等散射體布置于特定地域，可W破壞 SAR接收信號特性，使SAR無法對被保護目標正確成像。相對于有源調(diào)制，無源調(diào)制具有易實 施、低成本等優(yōu)勢。
[0004] 國防科技大學王雪松教授于2010年提出的利用微多普勒現(xiàn)象制造 SAR無源干擾器 (專利號:ZL 2010 2 0119783.2)屬于一種十分有效的SAR無源一維圖像調(diào)制器。運種無源 調(diào)制器借助微多普勒現(xiàn)象造成SAR圖像在方位向擴展，可W在SAR圖像的方位向形成虛假圖 像，從而遮擋需要保護的地面目標。然而，運種圖像調(diào)制器的主要不足在于：單個圖像調(diào)制 器只能產(chǎn)生沿方位向分布的虛假圖像，虛假圖像被限制在圖像調(diào)制器所在的距離單元內(nèi)， 相當于只能產(chǎn)生一維圖像調(diào)制，保護面積有限。為擴大此類圖像調(diào)制器的虛假圖像面積，西 安電子科技大學的孫廣才(一種新的無源壓制性SAR干擾方法，電子與信息學報[J] ,2009， 31(3) ,610-613)提出采用沿距離向布置的、多個一維圖像調(diào)制器器組成的陣列W擴大虛假 圖像面積，實現(xiàn)二維虛假圖像調(diào)制。但是，當SAR分辨率較高或所需虛假圖像較大時，調(diào)制器 陣列中需要的單個一維調(diào)制器數(shù)量較大，在實際中難于快速布置，調(diào)制效果難W得到保證。 綜上，傳統(tǒng)SAR-維圖像調(diào)制器的應用范圍受到了一定的限制。
[0005] 相位調(diào)制表面(phase switched screen,PSS)最早由英國Sheffield大學的Barry 化ambers教授和Alan Tennant教授共同提出。該表面可對入射到其上方的雷達信號進行頻 譜調(diào)制，使反射信號的頻譜落于雷達接收機通帶之外，最終降低被保護目標的雷達散射截 面積。經(jīng)過十多年的研究，相位調(diào)制表面技術(shù)已趨于成熟，并廣泛應用于雷達目標隱身領(lǐng) 域。考慮到相位調(diào)至表面能夠?qū)﹄姶挪ㄟM行頻率調(diào)制，因此可W利用運一特性設(shè)計改進傳 統(tǒng)的SAR-維圖像調(diào)制器，使得調(diào)制器器產(chǎn)生的虛假圖像不僅沿方位向擴展還可W沿距離 向擴展，我們稱之為二維圖像調(diào)制器。虛假圖像的有效面積得到有效增加，進一步增強了無 源調(diào)制器對SAR的對抗能力。目前，在國內(nèi)外尚未發(fā)現(xiàn)利用PSS審雌SAR圖像調(diào)制器的任何文 獻或報道。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0006] 本發(fā)明針對現(xiàn)有SAR-維圖像調(diào)制器的不足，提供一種基于相位調(diào)制表面的SAR二 維圖像調(diào)制器。單個運種圖像調(diào)制器可W在SAR圖像的距離向和方位向同時生成虛假圖像， 掩蓋被保護目標的SAR圖像或破壞其特征。同傳統(tǒng)SAR-維調(diào)制器相比，新型調(diào)制器可W利 用單個調(diào)制器產(chǎn)生既具有方位向分布又同時具有距離向的二維虛假目標，成本較低，易于 控制和實現(xiàn)，在實際使用中布放簡單。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于相位調(diào)制表面的合成孔徑雷達二維圖像調(diào)制器， 包括四象限相位調(diào)制表面、旋臂、轉(zhuǎn)臺、電機、相位調(diào)制表面數(shù)字控制器和電機數(shù)字控制器。
[0008] 其中，四象限相位調(diào)制表面由一塊底板和四個側(cè)板組成，底板和側(cè)板均由相位調(diào) 制表面構(gòu)成，四個側(cè)板均垂直固定在底板上，四個側(cè)板與底板共形成四個類Ξ面角反射器 結(jié)構(gòu)。上述四象限相位調(diào)制表面固定在旋臂上，旋臂與轉(zhuǎn)臺固定連接，轉(zhuǎn)臺與電機電連接， 電機與電機數(shù)字控制器電連接，底板和四個側(cè)板與相位調(diào)制表面數(shù)字控制器電連接。
[0009] 旋臂遠離轉(zhuǎn)臺一端用于承載四象限相位調(diào)制表面;連接在轉(zhuǎn)臺上的旋臂受到轉(zhuǎn)臺 控制，受轉(zhuǎn)臺驅(qū)動而發(fā)生轉(zhuǎn)動;轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)受電機驅(qū)動，旋轉(zhuǎn)速度受到電機數(shù)字控制器的控 審IJ，相位調(diào)制表面數(shù)字控制器用于控制四象限相位調(diào)制表面的反射特性。
[0010] 當四象限相位調(diào)制表面處于不工作狀態(tài)時，根據(jù)微多普勒理論，旋轉(zhuǎn)的四象限相 位調(diào)制表面會在SAR方位向形成一維虛假目標。當四象限相位調(diào)制表面處于工作狀態(tài)時，由 相位調(diào)制表面構(gòu)成的底板和側(cè)板通電受到相位調(diào)制表面數(shù)字控制器輸入信號控制，會對 SAR信號進行調(diào)制，進而將沿SAR圖像方位向分布的一維虛假圖像擴展到既沿距離方向又沿 方位向分布的二維虛假圖像。
[0011] 本發(fā)明可達到的效果和優(yōu)點是:與傳統(tǒng)SAR-維圖像調(diào)制器相比，采用相位調(diào)制表 面的新型SAR二維圖像調(diào)制器不僅可W在SAR圖像上產(chǎn)生方位向虛假圖像，還可W同時在距 離向上形成虛假圖像，距離向虛假圖像分布可達上千米，能夠掩護重要地面目標，降低地面 目標被SAR發(fā)現(xiàn)和識別的概率，提高地面目標生存能力。該新型調(diào)制器具有樣式靈活、適用 范圍寬、研制/維護成本低、不需大規(guī)模布置等優(yōu)點。 【【附圖說明】】
[0012] 圖1是基于相位調(diào)制表面的SAR二維圖像調(diào)制器兩臂實施例組成示意圖。
[0013] 圖2是四象限相位調(diào)制表面的立體結(jié)構(gòu)圖。
[0014] 圖3是無調(diào)制條件下SAR圖像。
[0015] 圖4是傳統(tǒng)一維圖像調(diào)制器對SAR的調(diào)制效果圖。
[0016] 圖5是本發(fā)明提出的二維圖像調(diào)制器對SAR的調(diào)制效果圖。
[0017] 圖中標號所述如下：
[0018] 1.四象限相位調(diào)制表面;2.旋臂;3.轉(zhuǎn)臺；4.電機；
[0019] 5.四象限相位調(diào)制表面底板;6.四象限相位調(diào)制表面?zhèn)劝逡唬?br>[0020] 7.四象限相位調(diào)制表面?zhèn)劝宥?8.四象限相位調(diào)制表面?zhèn)劝濡?
[0021 ] 9.四象限相位調(diào)制表面?zhèn)劝逅摹?【【具體實施方式】】
[0022] 下面W兩旋臂為例，結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。
[0023] 在本發(fā)明實施過程中，首先要完成二維圖像調(diào)制器的設(shè)計制作。在圖1所示二維圖 像調(diào)制器的組成示意圖中，四象限相位調(diào)制表面1與旋臂2固定在一起。旋臂2-端插入轉(zhuǎn)臺 3內(nèi)，并與其固定在一起。轉(zhuǎn)臺3由電機4驅(qū)動，可水平旋轉(zhuǎn)。
[0024] 圖1所述的實例中，旋臂的數(shù)目為兩個，實際中可W為Ξ個、四個、五個等。各旋臂 繞旋轉(zhuǎn)軸均勻間隔分布，相鄰旋臂的夾角Φ為：
[0025]
[0026] 其中，η為圓周率，N為旋臂數(shù)目。
[0027] 圖2是四象限相位調(diào)制表面的結(jié)構(gòu)圖。本實例中選擇的四象限相位調(diào)制表