技术领域
[0001] 本发明属于双星编队飞行雷达高度计技术领域，尤其涉及一种适用于双星编队的雷达高度计互扰抑制设计方法。
相关背景技术
[0002] 雷达高度计是一种主动式的微波遥感器，其通过向海面发射电磁波和接收海面返回的回波，测量卫星至海面的高度、海面有效波高和后向散射系数，通过后向散射系数可以反演海面风速。目前雷达高度计实现的海面高度测量精度达到厘米级，其全球海面高精度连续观测数据，已在全球海洋环流、中尺度涡、全球和区域性海平面变化、海洋短波重力场、海底地形、海洋潮汐等方面发挥着不可替代的作用，同时在有效波高、海面风速、冰盖高程、海冰厚度和内陆水位测量等方面发挥着重要作用。
[0003] 从上世纪70年代起，国内外已发射了二十多颗雷达高度计卫星。其国外有代表性的有TOPEX、Jason‑1/2/3、Sentinel‑3、Sentinel‑6、SWOT等，中国有HY‑2A/B/C/D等。
[0004] 上述高度计卫星均为单星独立工作，没有采用卫星编队方式。雷达高度计卫星编队工作时，两个卫星星下点轨迹平行，这样既可以得到卫星沿轨方向的海面高度梯度，同时又可以得到双星交轨方向的海面高度梯度，这对于同时获取二维海面高度梯度具有重要价值。
[0005] 如果将两个硬件状态一致的雷达高度计分别安装在编队飞行的两个卫星上，其中一个高度计发射的雷达脉冲信号经过海面后向散射后会被两个卫星上的高度计同时收到，并会对另外一个高度计形成干扰，致使其不能正常工作。
具体实施方式
[0025] 下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。
[0026] 实施例
[0027] 本发明的实施例提供了一种适用于双星编队的雷达高度计互扰抑制设计方法。核心内容包括两部分：第一部分是高度计线性调频信号设计，第二部分是线极化电磁波电场方向正交设计。
[0028] 第一部分高度计线性调频信号设计：雷达高度计采用线性调频信号工作，在双星编队中的两个高度计中，分别采用正调频和负调频信号，由此为双星高度计回波信号提供了40dB的互扰抑制。
[0029] 双星中的A星雷达高度计采用正调频线性调频信号，信号形式如下：
[0030]
[0031] 双星中的B星雷达高度计采用负调频线性调频信号，信号形式如下：
[0032]
[0033] 公式(1)和(2)中的A表示信号强度；t为时间；T为线性调频信号长度，设计中T值选取51.2us或102.4us；f0为工作频率，设计中Ku频段范围是13.25GHz～13.75GHz，本实施中选取13.58GHz，C频段工作频率f0范围是5.25GHz～5.57GHz本实施例中选取5.41GHz；K为线性调频信号调频率，设计中选取320MHz/51.2us或320MHz/102.4us，rect(t/T)表示发射信号脉冲包络为矩形且时宽为T。
[0034] 第二部分线极化电磁波电场方向正交设计：双星高度计天线均采用相同的正馈抛物面形式。编队飞行的双星飞行坐标系如图1所示，其X轴为卫星的飞行方向，Y为卫星交轨方向，根据X和Y轴由右手定则确定的Z轴指向星下点地球表面。如图1所示，A星的Ku频段线极化电磁波电场方向与X轴一致，C频段线极化电磁波电场方向与Y轴一致；B星的Ku频段线极化电磁波电场方向与Y轴一致，C频段线极化电磁波电场方向与X轴一致。由此实现了双星间相同频段的线极化电磁波电场方向的正交，单星内两个频段的线极化电磁波电场方向的正交。
[0035] 在编队飞行中，A星和B星X轴和Y轴的一致性保持在0.20以内，由此正交性设计带来的双星回波信号互扰抑制达到20dB。
[0036] 实现这种线极化电磁波电场方向正交的天线结构图如图2所示，其中Ku频段馈线采用BJ140波导，C频段馈线采用低损耗同轴电缆。其特点是双频共用一个抛物面反射面，Ku/C双频段的线极化电磁波电场方向正交，提高了双频段馈源两个激励端口隔离度，抑制了天线自身两个频段间的相互电磁干扰。Ku和C双频段共用馈源。
[0037] 上述两部分设计，使得双星高度计彼此海面回波的互扰抑制达到60dB以上，对测量精度的影响可以忽略。
[0038] 最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
