留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

嫦娥七号月球微波成像雷达地面标定方法

岳海霞 王宇 王沛 矫远波 黄译 吕志鹏

岳海霞, 王宇, 王沛, 矫远波, 黄译, 吕志鹏. 嫦娥七号月球微波成像雷达地面标定方法[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2026.02.2025-0119
引用本文: 岳海霞, 王宇, 王沛, 矫远波, 黄译, 吕志鹏. 嫦娥七号月球微波成像雷达地面标定方法[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2026.02.2025-0119
YUE Haixia, WANG Yu, WANG Pei, JIAO Yuanbo, HUANG Yi, LÜ Zhipeng. Ground Calibration Method for the Chang’E-7 Lunar Microwave Imaging Radar (in Chinese). Chinese Journal of Space Science, 2026, 46(2): 1-9 doi: 10.11728/cjss2026.02.2025-0119
Citation: YUE Haixia, WANG Yu, WANG Pei, JIAO Yuanbo, HUANG Yi, LÜ Zhipeng. Ground Calibration Method for the Chang’E-7 Lunar Microwave Imaging Radar (in Chinese). Chinese Journal of Space Science, 2026, 46(2): 1-9 doi: 10.11728/cjss2026.02.2025-0119

嫦娥七号月球微波成像雷达地面标定方法

doi: 10.11728/cjss2026.02.2025-0119 cstr: 32142.14.cjss.2025-0119
基金项目: 探月工程四期嫦娥七号月球微波成像雷达项目资助(E2K41602)
详细信息
    作者简介:
    • 岳海霞 女, 1975 年5月出生, 现为中国科学院空天信息创新研究院副研究员, 主要研究方向为合成孔径雷达系统设计、信号模拟及集成测试关键技术研究. E-mail: yuehx@aircas.ac.cn
  • 中图分类号: V11

Ground Calibration Method for the Chang’E-7 Lunar Microwave Imaging Radar

  • 摘要: 探月工程四期嫦娥七号搭载的月球微波成像雷达未来在轨运行后, 不会在月面布控定标器, 因此无法实现在轨外场定标. 为确保获得月面高精度影像数据, 提出了一种地面标定方法. 该方法结合雷达系统内定标+内场性能标定, 在地面测试中通过在全温环境下测量内定标网络温度特性获取内定标精度、内定标通道一致性, 在暗室中获取内定标常数, 借助暗室构建内场无线收发环境实现系统发射和接收通道绝对收发增益和收发通道稳定度的精确标定. 地面标定获取的基础数据可用于在轨内定标常数、绝对和相对辐射精度、极化通道一致性等指标的校准, 为高分辨率月面探测提供保障.

     

  • 图  1  内定标设计

    Figure  1.  Internal calibration design

    图  2  无线闭环绝对定标常数测试

    Figure  2.  Test diagram for wireless closed-loop absolute calibration constant

    图  3  幅相不平衡度测试

    Figure  3.  Test diagram for amplitude-phase unbalance

    图  4  地面标定试验现场

    Figure  4.  Ground calibration experiment environment

    图  5  L波段内定标网络幅度稳定性

    Figure  5.  Amplitude stability of the L-band calibration network

    图  8  Ku波段内定标网络相位稳定性

    Figure  8.  Phase stability of the Ku-band calibration network

    图  6  L波段内定标网络相位稳定性

    Figure  6.  Phase stability of the L-band calibration network

    图  7  Ku波段内定标网络幅度稳定性

    Figure  7.  Amplitude stability of the Ku-band calibration network

    表  1  月球微波成像雷达主要技术参数

    Table  1.   Main technical parameters of the lunar microwave imaging radar

    名称主要参数和性能
    最高分辨率/m1
    工作频段Ku波段, L波段
    幅宽/km5~20
    极化方式单极化, 简缩极化, 全极化
    下载: 导出CSV

    表  2  地面标定试验项目

    Table  2.   Ground calibration test items

    试验项目 试验内容
    内定标性能 内定标精度
    内定标通道幅相一致性标定精度
    内定标常数
    内场性能 收发绝对增益
    极化通道幅相不平衡度
    下载: 导出CSV

    表  3  内定标精度

    Table  3.   Internal calibration accuracy

    定标网络组成L波段
    变化量/dB
    Ku波段
    变化量/dB
    组合定标单元幅度变化量0.0730.140
    天线定标网络幅度变化量(双程)0.0440.112
    穿舱电缆幅度变化量(双程)0.1160.400
    内定标精度0.1400.440
    下载: 导出CSV

    表  4  有源增益内定标常数测试结果

    Table  4.   Test results of active gain internal calibration constants

    定标项目定标常数测量值热敏电阻温度值
    L波段/dBKu波段/dB
    全阵面发射定标($ {C}_{\text{t}} $)H极化115.19121.53综合电子单机温度: 31℃
    天线温度遥测值: 19℃
    V极化115.23121.39
    全阵面接收定标($ {C}_{\text{r}} $)H极化113.46115.36
    V极化113.44115.47
    参考定标($ {C}_{\text{d}} $)H极化116.38121.22
    V极化116.53121.36
    内定标常数($ {C}_{\text{a}} $)H极化112.27115.67
    V极化112.14115.50
    下载: 导出CSV

    表  5  无线闭环绝对收发增益测试结果

    Table  5.   Test results of wireless closed-loop absolute transmit and receive gain

    定标项目闭环增益测量值
    L波段/dBKu波段/dB
    无线闭环H极化115.35118.10
    V极化114.70118.60
    喇叭天线增益H极化11.1621.32
    V极化11.1921.18
    接收MGCH极化48.1444.44
    V极化48.8044.08
    脉压处理增益71.8775.85
    光延迟线衰减58.6060.59
    空间传输衰减因子(双程)41.1641.16
    系统收发绝对增益H极化192.79191.70
    V极化192.74192.12
    下载: 导出CSV

    表  6  极化通道幅相不平衡度测试结果

    Table  6.   Test results of amplitude and phase imbalance in polarization channels

    定标项目测试数据
    L波段Ku波段
    发射极化通道幅度不平衡度/dB–0.020.11
    发射极化通道相位不平衡度/(º)0.13–0.63
    接收极化通道幅度不平衡度/dB0.04–0.14
    接收极化通道相位不平衡度/(º)–0.48–0.73
    下载: 导出CSV
  • [1] MOREIRA A, PRATS-IRAOLA P, YOUNIS M, et al. A tutorial on synthetic aperture radar[J]. IEEE Geoscience and Remote Sensing Magazine, 2013, 1(1): 6-43 doi: 10.1109/MGRS.2013.2248301
    [2] SUN H B, SHIMADA M, XU F. Recent advances in synthetic aperture radar remote sensing—systems, data processing, and applications[J]. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 2017, 14(11): 2013-2016 doi: 10.1109/LGRS.2017.2747602
    [3] BARTUSCH M, QUIROZ A E N, STETTNER S, et al. German X-band spaceborne SAR heritage and the future HRWS mission[C]//Proceedings of the 2021 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium IGARSS. Brussels, Belgium: IEEE, 2021: 804-807
    [4] 葛蕴萍. 星载SAR辐射定标处理与评估系统的设计与实现[J]. 国外电子测量技术, 2014, 33(7): 53-58 doi: 10.3969/j.issn.1002-8978.2014.07.018

    GE Yunping. Design and implementation of spaceborne SAR calibration processing and evaluating system[J]. Foreign Electronic Measurement Technology, 2014, 33(7): 53-58 doi: 10.3969/j.issn.1002-8978.2014.07.018
    [5] LIANG W B, JIA Z Z, HONG J, et al. Polarimetric calibration scheme combining internal and external calibrations, and experiment for gaofen-3[J]. IEEE Access, 2020, 8: 7659-7671 doi: 10.1109/ACCESS.2020.2963937
    [6] LI H J, ZHANG H, CHEN Q, et al. Accuracy analysis of radiometric calibration in-orbit for SuperView neo-2 SAR satellite[J]. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 2024, 17: 2234-2244 doi: 10.1109/JSTARS.2023.3342437
    [7] JIAO Y B, LIU K Y, YUE H X, et al. An innovative internal calibration strategy and implementation for LT-1 bistatic spaceborne SAR[J]. Remote Sensing, 2024, 16(16): 2965 doi: 10.3390/rs16162965
    [8] JÄGER M, SCHEIBER R, REIGBER A. Robust, model-based external calibration of multi-channel airborne SAR sensors using range compressed raw data[J]. Remote Sensing, 2019, 11(22): 2674 doi: 10.3390/rs11222674
    [9] ZHANG M, HUAN S, ZHAO Z Y, et al. Channel phase calibration for high-resolution and wide-swath SAR imaging with doppler spectrum sharpness optimization[J]. Sensors, 2022, 22(5): 1781 doi: 10.3390/s22051781
    [10] 金廷满. 高精度内定标方案和内定标信号处理技术[D]. 北京: 中国科学院研究生院, 2007

    JIN Tingman. High Accuracy Internal Calibration Scheme and Internal Calibration Signal Processing Technique[D]. Beijing: University of Chinese Academy of Sciences, 2007
    [11] LI L, HE M Y, FENG F, et al. Precise internal calibration scheme for very-high resolution SAR system and its airborne campaign results[J]. IEEE Access, 2020, 8: 89708-89719 doi: 10.1109/ACCESS.2020.2991148
    [12] ZHOU Y S, LI J, ZHANG H C, et al. Internal calibration for airborne X-band DBF-SAR imaging[J]. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 2022, 19: 4008105 doi: 10.1109/lgrs.2020.3047874
  • 加载中
图(8) / 表(6)
计量
  • 文章访问数:  145
  • HTML全文浏览量:  25
  • PDF下载量:  19
  • 被引次数: 

    0(来源:Crossref)

    0(来源:其他)

出版历程
  • 收稿日期:  2025-07-15
  • 修回日期:  2025-11-27
  • 网络出版日期:  2026-01-13

目录

    /

    返回文章
    返回