L波段雷達(dá)大地回波測量系統(tǒng)的研制與應(yīng)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(jì)的雷達(dá)散射計(jì)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(dá)散射計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和具體實(shí)現(xiàn)，該散射計(jì)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(yù)處理和PGA放大后，由數(shù)字采集模塊對該信號進(jìn)行同步采集，并將數(shù)據(jù)存儲到計(jì)算機(jī)。對

2、采集到的信號做功率譜估計(jì)后，結(jié)合測量時的雷達(dá)參數(shù)和環(huán)境參數(shù)，就可以計(jì)算出被測目標(biāo)的散射系數(shù)。
　　 掃頻非線性是影響調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)，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(jì)進(jìn)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(biāo)是雷達(dá)散射計(jì)區(qū)別于其他普通探測用雷達(dá)的主要特征，是雷達(dá)散射計(jì)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(jì)定標(biāo)的一般方法：內(nèi)定標(biāo)和外定標(biāo)，并針對本散射計(jì)特點(diǎn)制定了具體的定標(biāo)方案。實(shí)驗(yàn)時采用已知RCS值的標(biāo)準(zhǔn)金屬球作為定標(biāo)體，使用相對定標(biāo)法對系統(tǒng)進(jìn)行外定標(biāo)實(shí)驗(yàn)，得到定標(biāo)數(shù)據(jù)。內(nèi)定標(biāo)時，通過內(nèi)外場實(shí)驗(yàn)，分別利用延遲線和角反射器對散射計(jì)進(jìn)行了PGA的增益定標(biāo)和系統(tǒng)的距離測量定標(biāo)。
　　 最后，利用本散射計(jì)對翻耕農(nóng)田進(jìn)行了散射系數(shù)測量實(shí)驗(yàn)，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(dá)散射計(jì)系統(tǒng)的研制。包括從根據(jù)測量要求提出設(shè)計(jì)指標(biāo)到整個測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)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(jì)了L波段雷達(dá)散射計(jì)的總體方案和相關(guān)參數(shù)。
　　 設(shè)計(jì)調(diào)試了LFMCW體制L波段雷達(dá)散射計(jì)射頻前段和中頻硬件電路。
　　 對系統(tǒng)進(jìn)行掃頻非線性校正，使系統(tǒng)非線性度達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)。