一种星载超高分辨率SAR系统及其工作方法

1.一种星载超高分辨率SAR系统，其特征在于，包括：信号处理器、倍频单元、合成网络前端、行波管放大器组、魔T、波导负载、波导开关、环行器、伞天线、频率综合器、限幅低噪放以及接收机；其中：信号处理器，用于产生中小带宽的中频信号送给倍频单元，同时采集接收机输出的多路中频回波，然后将采集数据组帧输出；信号处理器还接受外部的遥控产生系统内部的各种控制信号，并返回遥测信号；倍频单元，用于将中小带宽的中频发射信号倍频到所需的带宽范围，以满足系统分辨率的需求；合成网络前端，能接收倍频单元输出的射频信号，功分后送给四个移相器进行相位调节；行波管放大器组，包括四个行波管放大器，用于完成射频信号的功率放大；三个魔T，能结合所述移相器控制的不同信号相位完成大功率射频信号的功率合成；三个波导开关，能完成三种大功率射频信号的选择输出；三个波导负载，能完成泄漏信号的吸收，确保系统具有低的电磁泄漏；环行器，用于将大功率发射信号送给伞天线，然后将伞天线接收的回波送给限幅低噪放；伞天线，用于完成大功率射频信号对外辐射和地面回波的接收；频率综合器，用于完成信号处理器所需时钟和接收机所需本振信号的产生；限幅低噪放，用于承受大功率泄漏信号，避免其影响后续电子设备，同时完成小功率回波信号的放大；接收机，用于将宽带回波信号功分为多路，每一路通过不同的滤波器选取频带，然后下变频至所需的中频，送给信号处理器采集。 2.如权利要求1所述的星载超高分辨率SAR系统，其特征在于，所述伞天线安装于卫星舱外，在成像工作过程中与卫星平台联合机动，实现对目标区域的大角度扫描成像。 3.如权利要求1所述的星载超高分辨率SAR系统，其特征在于，所述接收机内部功分路数的选取原则为：设系统射频信号带宽除以信号处理器采集速率再乘以2.4所得结果为M，功分路数N为大于等于M的最小整数。 4.如权利要求1所述的星载超高分辨率SAR系统，其特征在于，所述三个魔T为魔T1、魔T2和魔T3，魔T1、魔T2和魔T3的四个端口均分别为端口1、端口2、端口3和端口4；三个波导开关为波导开关1、波导开关2和波导开关3，三个波导负载为波导负载1、波导负载2和波导负载3。 5.如权利要求4所述的星载超高分辨率SAR系统，其特征在于，所述四个移相器为移相器1、移相器2、移相器3和移相器4；所述四个行波管放大器为行波管放大器1、行波管放大器2、行波管放大器3、行波管放大器4。 6.权利要求5所述的星载超高分辨率SAR系统的工作方法，其特征在于，该系统有三种工作模式，每种工作模式对应不同的设置，包括移相器设置、行波管放大器工作数量、波导开关设置不同；所有工作模式下的工作方法流程均为：所述信号处理器产生中小带宽的中频信号，倍频单元完成信号带宽拓展产生所需带宽射频信号，合成网络前端完成功分和移相，行波管放大器组完成功率放大，大功率信号通过魔T、波导开关的选择送给环行器，到达伞天线辐射出去，伞天线接收的回波经过环行器后进入限幅低噪放进行放大，放大后的回波在接收机内部利用功分器和滤波器将大带宽回波分为多个中小带宽回波并下变频到中频，最后在信号处理器处完成多路模数转换变成数据并组帧输出。 7.如权利要求6所述的星载超高分辨率SAR系统的工作方法，其特征在于，第一种工作模式时，发射功率均为2倍行波管放大器输出功率；移相器设置、行波管放大器工作数量、波导开关设置对应有以下两种设置方式：方式1：行波管放大器1和行波管放大器2工作，移相器1设置为0°，移相器2设置为180°；行波管放大器3和行波管放大器4不工作；波导开关1设置为信号从魔T1的端口4连通波导开关3，波导开关2设置为信号从波导开关3连通波导负载2，波导开关3设置为信号从波导开关1连通环行器；此时大功率发射信号从魔T1的端口4输出，经过波导开关1和波导开关3后到达环行器，最后从伞天线辐射出去；方式2：行波管放大器1和行波管放大器2不工作；行波管放大器3和行波管放大器4工作，移相器3设置为0°，移相器4设置为180°；波导开关1设置为信号从波导开关3连通波导负载1，波导开关2设置为信号从魔T2的端口4连通波导开关3，波导开关3设置为信号从波导开关2连通环行器；此时大功率发射信号从魔T2的端口4输出，经过波导开关2和波导开关3后到达环行器，最后从伞天线辐射出去。 8.如权利要求6所述的星载超高分辨率SAR系统的工作方法，其特征在于，第二种工作模式时，发射功率为4倍行波管放大器输出功率；移相器设置、行波管放大器工作数量、波导开关设置方式：行波管放大器1、行波管放大器2、行波管放大器3、行波管放大器4工作，移相器1设置为0°，移相器2设置为0°，移相器3设置为0°，移相器4设置为0°；波导开关1设置为信号从魔T1的端口4连通波导负载1，波导开关2设置为信号从魔T2的端口4连通波导负载2，波导开关3设置为信号从魔T3的端口3连通环行器；此时大功率发射信号从魔T1和魔T2的端口3输出，经过魔T3合成后，进入波导开关3和环行器，最后从伞天线辐射出去。 9.如权利要求6所述的星载超高分辨率SAR系统的工作方法，其特征在于，第三种工作模式时，发射功率为1倍行波管放大器输出功率；移相器设置、行波管放大器工作数量、波导开关设置对应有四种设置方式：方式1：行波管放大器1和行波管放大器3工作，移相器1设置为0°，移相器3设置为0°；行波管放大器2和行波管放大器4不工作；波导开关1设置为信号从魔T1的端口4连通波导负载1，波导开关2设置为信号从魔T2的端口4连通波导负载2，波导开关3设置为信号从魔T3的端口3连通环行器；此时大功率发射信号从魔T3的端口3输出，经过波导开关3后到达环行器，最后从伞天线辐射出去；方式2：行波管放大器1和行波管放大器4工作，移相器1设置为0°，移相器4设置为0°；行波管放大器2和行波管放大器3不工作；波导开关1设置为信号从魔T1的端口4连通波导负载1，波导开关2设置为信号从魔T2的端口4连通波导负载2，波导开关3设置为信号从魔T3的端口3连通环行器；此时大功率发射信号从魔T3的端口3输出，经过波导开关3后到达环行器，最后从伞天线辐射出去；方式3：行波管放大器2和行波管放大器3工作，移相器2设置为0°，移相器3设置为0°；行波管放大器1和行波管放大器4不工作；波导开关1设置为信号从魔T1的端口4连通波导负载1，波导开关2设置为信号从魔T2的端口4连通波导负载2，波导开关3设置为信号从魔T3的端口3连通环行器；此时大功率发射信号从魔T3的端口3输出，经过波导开关3后到达环行器，最后从伞天线辐射出去；方式4：行波管放大器2和行波管放大器4工作，移相器2设置为0°，移相器4设置为0°；行波管放大器1和行波管放大器3不工作；波导开关1设置为信号从魔T1的端口4连通波导负载1，波导开关2设置为信号从魔T2的端口4连通波导负载2，波导开关3设置为信号从魔T3的端口3连通环行器；此时大功率发射信号从魔T3的端口3输出，经过波导开关3后到达环行器，最后从伞天线辐射出去。