地面雷达波谱仪的设计.pdfVIP

第 ¨ 们 卷 草 地 面 雷 达 波 谱 仪 的 设 计 籼 期 O 汪 国 铎 (光纤技 术与现代通信斫 究所 ) ～ O 上 提【要】苯专÷论 地面雷达1皮谱仪的工作原理、基本母计思挚、主要设计碌 海 则、H厦校正方法，并对其进行 了评价，提 出了进一步发展的建议． 科hⅢ n 关键词 ：雷达波谱仪J微波散射计j调频连续皮体制，主动测量系统 技 大 地面雷达波谱仪是一种调频连续波 (简称FM—CW)体制的宽带测量系统，一般安装在 学 建筑物、桥梁和高塔等固定工作平台上，或者安装在机动车辆的帛杆上，用来测量 目标的散 帆 射特性，也称宽带地面微波散射计． ．． n 地面雷达波谱仪l是一种主动测量系统．它的优点是：(1)只需要相当低 的发 射 功 率J ～ 娌)在扫频带宽内能提供频率平均’(3)能提供距离信息I(4)能挪制天线旁瓣和交叉耦台 报 ¨ 对测量的影响J(5)容易用延迟线进行内部校正，(6)接收机相当简单．设计这种测晕系统 的基本要求是：(1)频率变化时输出功率应近似不变；(2)相位应随频率线性地变化} (3) O 一 般需要采用双天线分别作为发、收天线，以确保发射信号与接收信号的有效隔离． _^ 地面雷达波谱仪控制照射面积的万法是：在接近垂直入射时，通常用波束宽度来限制照 射面积的大小，当入射角超过 45。时，由于天线波束照射区域太大，一般用滤波器带宽隶报 [莹 制 照射面积的大小． 4 毗 地面雷达波谱仪可 于基础研究和为机载微波散射计提供 地面真~／ (Ground．罩Ht的． 尤其适片j于研究土壤湿度和作物生长等地面条件变化的目标．．与机裁散射计相比．它能更易 于获得 目标的多频率或连续频谱 响应． 一 点 本文根据作者的经验和体会，对地面雷达波谱仪的工作原理、基本设计思想、主要设计 原则、以及校正方法进行了讨论和介绍，并对其作了评价，提出了进一步发展的建议． 1 FM—CW 体制的基本原理 [1] FM—CW 体制的主要特点是：工作频带宽，具有砌距和频率平均的能力．在三角波调制 拳文收 到 日期 ：1991年 7兄 29 日 ·85 · 的情况下，接收到的单个目标的回波信号频率与发射信号频率的关系如图1所示． 由图 1的三角关系可以推得 f — 射宿号 B| MR 一 -收信号 2 C I C 、 i f 式中 为发射信号额率与接收信号频率的差频 (中 频 )，B 为发射机的扫额带宽；， 为三角渡的调制 ． 2 频率，R为作用距离-c为光速． 1 一 当中频 ，，一定时，作用距离 与调制频率 成 反 比关系，即 圉 l 连续波调频 系统发射 信 号与接收信号的关 系