一種基于相位調制表面的合成孔徑雷達二維圖像調制器的制造方法
【專利說明】-種基于相位調制表面的合成孔徑雷達二維圖像調制器 【技術領域】
[0001] 本發明屬于合成孔徑雷達圖像調制領域。具體設及到利用相位調制表面改進傳統 合成孔徑雷達一維圖像調制器，更進一步來說是設計一種基于相位調制表面的合成孔徑雷 達二維雷達圖像調制器。 【【背景技術】】
[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，是戰略偵察和戰場監視系統的重要組成部分。目前各國已經 部署的SAR包括："捕食者"無人機上的Lynx系統、"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系統等等。為 有效應對SAR的不斷發展和應用，限制其對軍事或民用目標的探測能力，相應的SAR圖像調 審IJ器應運而生，運種調制器能夠在SAR圖像上產生虛假圖像，從而掩蓋和保護真實目標不被 SAR發現。現有的SAR圖像調制器主要分為有源圖像調制器和無源圖像調制器兩大類。
[0003] 有源調制器需要在精確測得SAR信號參數的基礎上，按照需要生成虛假圖像的特 性產生相應的SAR調制信號，設備量復雜且對發射功率有一定要求，成本較高。無源調制本 身不發射任何能量，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。相對于有源調制，無源調制具有易實 施、低成本等優勢。
[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無源一維圖像調制器。運種無源 調制器借助微多普勒現象造成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，運種圖像調制器的主要不足在于：單個圖像調制 器只能產生沿方位向分布的虛假圖像，虛假圖像被限制在圖像調制器所在的距離單元內， 相當于只能產生一維圖像調制，保護面積有限。為擴大此類圖像調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、多個一維圖像調制器器組成的陣列W擴大虛假 圖像面積，實現二維虛假圖像調制。但是，當SAR分辨率較高或所需虛假圖像較大時，調制器 陣列中需要的單個一維調制器數量較大，在實際中難于快速布置，調制效果難W得到保證。 綜上，傳統SAR-維圖像調制器的應用范圍受到了一定的限制。
[0005] 相位調制表面(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。經過十多年的研究，相位調制表面技術已趨于成熟，并廣泛應用于雷達目標隱身領 域。考慮到相位調至表面能夠對電磁波進行頻率調制，因此可W利用運一特性設計改進傳 統的SAR-維圖像調制器，使得調制器器產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 源調制器對SAR的對抗能力。目前，在國內外尚未發現利用PSS審雌SAR圖像調制器的任何文 獻或報道。 【
【發明內容】
】
[0006] 本發明針對現有SAR-維圖像調制器的不足，提供一種基于相位調制表面的SAR二 維圖像調制器。單個運種圖像調制器可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SAR-維調制器相比，新型調制器可W利 用單個調制器產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，在實際使用中布放簡單。
[0007] 本發明的技術方案是:一種基于相位調制表面的合成孔徑雷達二維圖像調制器， 包括四象限相位調制表面、旋臂、轉臺、電機、相位調制表面數字控制器和電機數字控制器。
[0008] 其中，四象限相位調制表面由一塊底板和四個側板組成，底板和側板均由相位調 制表面構成，四個側板均垂直固定在底板上，四個側板與底板共形成四個類Ξ面角反射器 結構。上述四象限相位調制表面固定在旋臂上，旋臂與轉臺固定連接，轉臺與電機電連接， 電機與電機數字控制器電連接，底板和四個側板與相位調制表面數字控制器電連接。
[0009] 旋臂遠離轉臺一端用于承載四象限相位調制表面;連接在轉臺上的旋臂受到轉臺 控制，受轉臺驅動而發生轉動;轉臺的旋轉受電機驅動，旋轉速度受到電機數字控制器的控 審IJ，相位調制表面數字控制器用于控制四象限相位調制表面的反射特性。
[0010] 當四象限相位調制表面處于不工作狀態時，根據微多普勒理論，旋轉的四象限相 位調制表面會在SAR方位向形成一維虛假目標。當四象限相位調制表面處于工作狀態時，由 相位調制表面構成的底板和側板通電受到相位調制表面數字控制器輸入信號控制，會對 SAR信號進行調制，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] 本發明可達到的效果和優點是:與傳統SAR-維圖像調制器相比，采用相位調制表 面的新型SAR二維圖像調制器不僅可W在SAR圖像上產生方位向虛假圖像，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發現和識別的概率，提高地面目標生存能力。該新型調制器具有樣式靈活、適用 范圍寬、研制/維護成本低、不需大規模布置等優點。 【【附圖說明】】
[0012] 圖1是基于相位調制表面的SAR二維圖像調制器兩臂實施例組成示意圖。
[0013] 圖2是四象限相位調制表面的立體結構圖。
[0014] 圖3是無調制條件下SAR圖像。
[0015] 圖4是傳統一維圖像調制器對SAR的調制效果圖。
[0016] 圖5是本發明提出的二維圖像調制器對SAR的調制效果圖。
[0017] 圖中標號所述如下：
[0018] 1.四象限相位調制表面;2.旋臂;3.轉臺；4.電機；
[0019] 5.四象限相位調制表面底板;6.四象限相位調制表面側板一；
[0020] 7.四象限相位調制表面側板二;8.四象限相位調制表面側板Ξ;
[0021 ] 9.四象限相位調制表面側板四。 【【具體實施方式】】
[0022] 下面W兩旋臂為例，結合附圖對本發明進一步說明。
[0023] 在本發明實施過程中，首先要完成二維圖像調制器的設計制作。在圖1所示二維圖 像調制器的組成示意圖中，四象限相位調制表面1與旋臂2固定在一起。旋臂2-端插入轉臺 3內，并與其固定在一起。轉臺3由電機4驅動，可水平旋轉。
[0024] 圖1所述的實例中，旋臂的數目為兩個，實際中可W為Ξ個、四個、五個等。各旋臂 繞旋轉軸均勻間隔分布，相鄰旋臂的夾角Φ為：
[0025]
[0026] 其中，η為圓周率，N為旋臂數目。
[0027] 圖2是四象限相位調制表面的結構圖。本實例中選擇的四象限相位調制表