功率可調主動式雷達校正器的設計、實現與分析

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林書弘(Shu-hung Lin) 查詢紙本館藏

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遙測科技碩士學位學程

論文名稱

功率可調主動式雷達校正器的設計、實現與分析
(Design, Implementation, and Analysis of a Power-Tuning Active Radar calibrator)

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摘要(中)

摘要
輻射校正為利用多時期合成孔徑雷達影像於變遷偵測以及定量遙感必要步驟。本論文研發功率可調主動式雷達校正器，其目的為:
第一點是為了在控制點過飽和時可以調整主動式雷達校正器放大功率。
第二點是考量機載合成孔徑雷達系統的近距點、遠距點距離變化較大，所以架設在不同距離，雷達系統接收到的訊號差異也比較大，進而調整主動式雷達校正器功率。
第三點我們可以利用功率可調加上時間延遲的主動式雷達校正器，在室內就可以模擬雷達回波訊號給發展中的雷達系統進行測試與性能分析。
本研究的功率可調主動式雷達校正器在經過穩定度量測後，得到增益的穩定度，且功率可調雷達截面積的實驗量測與理論值差異小於0.2dB，所以可以推論功率可調主動式雷達校正器可以提供精確的功率給雷達系統做輻射校正。

摘要(英)

Abstract
Radiometric calibration is essential for multi-temporal SAR image change detection and quantitative remote sensing. This study focuses on developing and implementing a power-tuning active radar calibrator (ARC). The objects are:
First is tuning ARC’s power for overload of critical point in SAR image.
Second is that difference of ARC’s receiving signal is large at different range in airplane SAR, so we want to tune ARC’s power.
Third is the power-tuning and time-delay ARC can be used to simulate radar transmitting and receiving signal in order to test and analyze the characteristic for purpose of developing a new radar system.
After extensive measurements by the power-tuning ARC, the gain stability is less than 0.6dB. The differences between power-tuning RCS experimental results and theoretical values are less than 0.2dB. Hence, the new power-tuning ARC offers very precise radiometric calibration for radar system.

關鍵字(中)

★ 主動式雷達校正器
★ 合成孔徑雷達校正器
★ 雷達方程式

關鍵字(英)

★ ARC
★ active radar calibrator
★ SAR calibrator

論文目次

目錄
摘要 i
Abstract ii
致謝 iii
目錄 v
圖目錄 vii
表目錄 x
第1章緒論 1
1.1 研究目的 1
1.2文獻回顧 2
1.3章節介紹 5
第2章主動式雷達校正器之相關理論 7
2.1合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar) 7
2.1.1斜距(Range)處理 8
2.1.2方位(Azimuth)處理 17
2.2雷達方程式 23
2.2.1輻射校正係數換算式 26
2.2.2積和方法(Integrated method) 29
2.2.3雷達截面積RCS(Radar cross section) 31
2.3天線遠場條件 33
第3章主動式雷達校正器之設計與實現 36
3.1 設計目的 36
3.2 設計考量 37
3.2.1 主動式雷達校正器設計 37
3.2.2 雷達系統回波訊號模擬器 41
3.2.3 主動式雷達校正器參數 41
3.3主動式雷達校正器訊號模擬 44
3.4主動式雷達校正器的內部元件分析 49
3.4.1低雜訊放大器(low noise amplifier) 49
3.4.2帶通濾波器(band pass filter) 51
3.4.3時間延遲器(Delay line) 52
3.4.4耦合器(Coupler) 54
3.4.5 90度Hybrid相移器 56
3.4.6 可程控衰減器(Programmable attenuator) 58
3.5主動式雷達校正器系統架構與電路圖 60
第4章主動式雷達校正器實驗結果與分析 65
4.1主動式雷達校正器穩定度的量測 65
4.2 主動式雷達校正器與角反射器的雷達截面積量測 69
4.2.1實驗前量測 69
4.2.2實驗場景 73
4.2.3 角反射器與ARC實驗量測結果 74
4.2.4不同增益的ARC實驗量測結果 76
第5章結論與展望 79
5.1結論 79
參考文獻 81

參考文獻

參考文獻
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指導教授

陳錕山(Kun-shan Chen)

審核日期

2013-7-29

推文