L波段雷達大地回波測量系統(tǒng)的研制與應用.pdf

1、后向散射系數(shù)的測量是大地回波特性研究的重要組成部分，針對大地散射系數(shù)測量需要而設(shè)計的雷達散射計則是支撐其發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。
　　 本文介紹了一種用于在近垂直入射情況下測量大地散射系數(shù)的L波段雷達散射計系統(tǒng)的設(shè)計方案和具體實現(xiàn)，該散射計系統(tǒng)采用窄波束雙天線線性調(diào)頻連續(xù)波(LFMCW)體制。系統(tǒng)射頻前端采用自差拍混頻的方式，混頻后得到的回波差拍信號經(jīng)預處理和PGA放大后，由數(shù)字采集模塊對該信號進行同步采集，并將數(shù)據(jù)存儲到計算機。對

2、采集到的信號做功率譜估計后，結(jié)合測量時的雷達參數(shù)和環(huán)境參數(shù)，就可以計算出被測目標的散射系數(shù)。
　　 掃頻非線性是影響調(diào)頻連續(xù)波雷達系統(tǒng)性能的重要指標，它主要影響系統(tǒng)的距離分辨力和測距精度。本文利用由閉環(huán)線性度校正方法構(gòu)成的數(shù)字-模擬混合系統(tǒng)對散射計進行了掃頻非線性校正，其掃頻非線性度由原始的10％校正到優(yōu)于0.5％，對于本系統(tǒng)來說已經(jīng)完全滿足要求。
　　 定標是雷達散射計區(qū)別于其他普通探測用雷達的主要特征，是雷達散射計能

3、夠用于測量散射系數(shù)的重要因素之一，它直接影響到散射系數(shù)的測量精度。本文介紹了散射計定標的一般方法：內(nèi)定標和外定標，并針對本散射計特點制定了具體的定標方案。實驗時采用已知RCS值的標準金屬球作為定標體，使用相對定標法對系統(tǒng)進行外定標實驗，得到定標數(shù)據(jù)。內(nèi)定標時，通過內(nèi)外場實驗，分別利用延遲線和角反射器對散射計進行了PGA的增益定標和系統(tǒng)的距離測量定標。
　　 最后，利用本散射計對翻耕農(nóng)田進行了散射系數(shù)測量實驗，得到了測量數(shù)據(jù)，并對

4、測量結(jié)果做了分析處理。
　　 本文主要完成了以下兩個方面的工作：
　　 一、雷達散射計系統(tǒng)的研制。包括從根據(jù)測量要求提出設(shè)計指標到整個測量系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)全過程。其中主要有以下一些工作：
　　 根據(jù)測量的要求，設(shè)計了L波段雷達散射計的總體方案和相關(guān)參數(shù)。
　　 設(shè)計調(diào)試了LFMCW體制L波段雷達散射計射頻前段和中頻硬件電路。
　　 對系統(tǒng)進行掃頻非線性校正，使系統(tǒng)非線性度達到使用標準。