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L、C、X 和 Ku 波段全数字多波段SAR系统的可行性研究

本白皮书由 ECHOES Radar Technologies 合作伙伴编写。

合成孔径雷达(SAR)是一种用于遥感应用的主动成像传感设备,可以在各种天气条件下获得广域图像。SAR成像使用安装在移动平台上的天线,通过对接收回波的处理,可获得更大的合成天线孔径,从而提高方位分辨率。

某一特定频段的雷达通常具有不同于其他频段雷达的性能、特点和应用场合。例如,众所周知,穿透能力基本取决于微波频率[1]。通常,穿透距离与微波频率成反比。频率越高,穿透深度越低。此外,地形特征会影响穿透能力,湿度对微波穿透起屏蔽的作用[2]。P波段和L波段雷达系统的新兴军事和民用应用包括探测被树叶和/或伪装隐藏的目标、探测掩埋的物体、林业应用、生物量测量、考古和地质勘探。

在另一方面,在更高的雷达频率,例如X、Ku和Ka波段,更容易实现精确的距离和位置测量,因为它们具有更宽的带宽(其决定了距离精度和距离分辨率)和对于特定尺寸的物理天线的更窄的波束天线(其决定了角度精度和角度分辨率)[3]。考虑到以上几点,单一的多波段SAR系统在操作灵活性和不同应用以及最终用户的观测能力方面的优点是显而易见的。

本文将介绍基于Teledyne e2v专利的数模转换器(DAC)和模数转换器(ADC)的多波段SAR的可行性研究。这些转换器支持高达Ka波段的直接信号生成和直接合成。特别是,直接信号生成可通过双通道ADC实现,其拥有很宽的瞬时带宽(12Gsps时高达6GHz)和很大的输出模拟带宽(高达25GHz)。这个可行性研究包括核心技术的分析、初步架构的定义和能够真正安装在机载平台上的多波段SAR系统的初步设计。我们将从噪声等效西格玛零(NESZ)、接收功率和数据率的角度,讨论器件的案例和预计的性能。

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