一种合成孔径雷达回波仿真器制造技术

本发明专利技术一种合成孔径雷达回波仿真器包括：控制单元通过控制总线向每个单元发送工作指令并检测每个单元的工作状态；存储单元存储回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数；计算单元用于计算仿真器校准参数并存储到存储单元，利用全部或部分仿真器校准参数、雷达发射信道校准参数，对无校准SAR回波数据进行实时或非实时校正计算，得到校正后的回波数据；数模转换单元将计算单元的回波数据转换为基带回波或中频回波信号；信号转换单元将基带回波信号转换成中频回波或射频回波信号并输出，或将中频回波转换为射频信号并输出；校准采集单元采集基带回波信号、中频回波信号或射频回波信号。

【技术实现步骤摘要】
一种合成孔径雷达回波仿真器
本专利技术涉及雷达回波仿真
，具体涉及一种合成孔径雷达回波仿真器。
技术介绍
合成孔径雷达(SAR)是对地遥感的重要手段，不仅能够获取高分辨率雷达图像，还具有全天时、全天候工作能力，因此在军事和民用领域获得了广泛的应用。然而，合成孔径雷达成像原理复杂，成像过程需要雷达与目标存在一定形式的相对运动，当采用实际数据获取的方式来进行系统测试和系统验证时，一般需要进行飞行试验，试验经济成本、时间成本和人力成本都很高，因此，在开展SAR系统方案设计、成像处理算法验证、系统测试和系统初步验证等研究时，可以通过SAR回波信号仿真来模拟SAR系统在实际飞行时获得的雷达回波，对SAR系统进行测试和性能指标验证。对于合成孔径雷达回波模拟，在国内外已开展了大量的研究，但是合成孔径雷达回波模拟器自身的信道存在幅度误差和相位误差，雷达的发射信道也存在幅度误差和相位误差，这些误差会对SAR系统的测试的准确性和精确性产生影响，还会影响到系统验证的真实性。因此，本领域存在一种能够修正回波模拟器信道误差、并能够综合考虑SAR雷达发射信道误差的SAR回波模拟系统的需要。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种合成孔径雷达回波仿真器，以克服传统SAR回波模拟对自身信道误差因素和SAR雷达发射信道误差因素考虑不足的缺陷，利用能够修正回波模拟器信道误差、综合考虑SAR雷达发射信道误差的SAR回波模拟系统的提高测试精度，提高对SAR系统验证的真实性。(二)技术方案为达到上述目的，本专利技术提供了一种合成孔径雷达回波仿真器，该仿真器包括：控制单元、存储单元、计算单元、数模转换单元、信号转换单元、校准采集单元，其中：控制单元，用于通过控制总线向每个单元发送工作指令并检测每个单元的工作状态；控制单元通过操作接口提供人机交互界面，并将检测得到的单元工作状态在人机交互界面上显示；通过数据接口读入回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数或对存储单元内存储的回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数进行备份；向数模转换单元、信号转换单元和校准采集单元输出工作所需脉冲同步信号和频率基准信号；向被测的合成孔径雷达输出测试所需的脉冲同步信号和频率基准信号；还能接收的外部脉冲同步信号、外部频率基准信号，用于同步控制单元的内部模块产生的脉冲同步信号和频率基准信号；还能通过数据总线与计算单元连接，用于双向传输回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数；与存储单元连接，将从数据接口接收回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数发送到存储单元，或将存储单元内存储回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数发送到数据接口进行备份；存储单元，用于存储回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数；存储单元与控制单元连接，接收或备份回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数；与计算单元连接，向计算单元输出其存储的回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数，或从计算单元读入校准采集数据、仿真器校准参数；计算单元，用于计算仿真器校准参数，计算得到的仿真器校准参数存储到存储单元；利用上述全部或部分仿真器校准参数，或利用上述全部或部分仿真器校准参数和存储在存储单元的雷达发射信道校准参数，或利用存储在存储单元的雷达发射信道校准参数，通过实时计算或非实时计算，对无校准SAR回波数据进行校正，得到校准SAR回波数据；对于非实时计算，得到的回波数据存储到存储单元，对于实时计算，得到的回波数据或存储到存储单元、或实时输出到数模转换单元；计算单元与存储单元连接，接收存储单元发送的回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数，并将计算处理得到的仿真器校准参数、回波数据发送到存储单元进行存储；与校准采集单元连接，接收校准采集单元采集的校准数据；还能通过数据总线与控制单元连接，用于双向传输回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数；数模转换单元，用于将计算单元输入的回波数据转换为基带回波信号，或转换为中频回波信号；数模转换单元与计算单元连接，接收计算单元输出的回波数据；与控制单元连接，接收控制单元输出的脉冲同步信号、频率基准信号；信号转换单元用于将基带回波信号转换成并输出中频回波信号或射频回波信号，或将中频回波信号转换为并输出射频回波信号，当数模转换单元直接输出中频回波信号，且信号转换单元也只输出中频回波信号时，在合成孔径雷达回波仿真器中不需要信号转换单元；信号转换单元与数模转换单元连接，接收数模转换单元输出的中频回波信号或基带回波信号；信号转换单元与控制单元连接，接收控制单元输出的脉冲同步信号、频率基准信号；校准采集单元用于采集基带回波信号或中频回波信号，或采集中频回波信号或射频回波信号，采集得到的数据输入到存储单元存储；校准采集单元与数模转换单元连接，接收数模转换单元输出的中频回波信号或基带回波信号；校准采集单元与信号转换单元连接，接收信号转换单元输出的中频回波信号或射频回波信号；校准采集单元与控制单元连接，接收控制单元输出的脉冲同步信号、频率基准信号；校准采集单元还可以输入外部基准信号。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本专利技术具有以下有益效果：以克服传统SAR回波模拟对自身信道误差因素和SAR雷达发射信道误差因素考虑不足的缺陷，利用能够修正回波模拟器信道误差，提高SAR回波模拟系统的提高测试精度，利用引入SAR雷达发射信道误差，提高对SAR系统验证的真实性。附图说明通过以下结合附图的说明，并且随着对本专利技术的更全面了解，本专利技术的其他目的和效果将变得更加清楚和易于理解，其中：图1是本专利技术的合成孔径雷达回波仿真器结构示意图。图2是当数模转换单元输出基带回波信号、信号转换单元仅输出中频回波信号时，信号转换单元实现结构的示意图。图3是当数模转换单元输出基带回波信号、信号转换单元输出中频回波信号和射频回波信号时，信号转换单元实现的示意图。图4是当数模转换单元输出基带回波信号、信号转换单元仅输出射频回波信号时，信号转换单元一种实现的示意图。图5是当数模转换单元输出中频回波信号、信号转换单元输出射频回波信号时，信号转换单元实现的示意图。图6是当数模转换单元输出中频回波信号、合成孔径雷达回波仿真器只输出中频回波信号时，无信号转换单元的合成孔径雷达回波仿真器示意图。图7是当采集基带回波信号时，校准采集单元实现的示意图。图8是当采集中频回波信号时，校准采集单元一种实现的示意图。图9是当采集中频回波信号时，校准采集单元一种实现的示意图。图10是当采集射频回波信号时，校准采集单元一种实现的示意图。图11是当采集射频回波信号时，校准采集单元一种实现的示意图。图12是当采集射频回波信号时，校准采集单元一种实现的示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。请参阅图1示出的一种合成孔径雷达回波仿真器组成结构，该合成孔径雷达回波仿真器包括：存储单元1、控制单元2、计算单元3、数模转换单元4、信号转换单元5、校准采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成孔径雷达回波仿真器，其特征在于，该仿真器包括：控制单元、存储单元、计算单元、数模转换单元、信号转换单元、校准采集单元，其中：控制单元，用于通过控制总线向每个单元发送工作指令并检测每个单元的工作状态；控制单元通过操作接口提供人机交互界面，并将检测得到的单元工作状态在人机交互界面上显示；通过数据接口读入回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数或对存储单元内存储的回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数进行备份；向数模转换单元、信号转换单元和校准采集单元输出工作所需脉冲同步信号和频率基准信号；向被测的合成孔径雷达输出测试所需的脉冲同步信号和频率基准信号；还能接收的外部脉冲同步信号、外部频率基准信号，用于同步控制单元的内部模块产生的脉冲同步信号和频率基准信号；还能通过数据总线与计算单元连接，用于双向传输回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数；与存储单元连接，将从数据接口接收回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数发送到存储单元，或将存储单元内存储回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数发送到数据接口进行备份；存储单元，用于存储回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数；存储单元与控制单元连接，接收或备份回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数；与计算单元连接，向计算单元输出其存储的回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数，或从计算单元读入校准采集数据、仿真器校准参数；计算单元，用于计算仿真器校准参数，计算得到的仿真器校准参数存储到存储单元；利用上述全部或部分仿真器校准参数，或利用上述全部或部分仿真器校准参数和存储在存储单元的雷达发射信道校准参数，或利用存储在存储单元的雷达发射信道校准参数，通过实时计算或非实时计算，对无校准SAR回波数据进行校正，得到回波数据；对于非实时计算，得到的回波数据存储到存储单元，对于实时计算，得到的回波数据或存储到存储单元、或实时输出到数模转换单元；计算单元与存储单元连接，接收存储单元发送的回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数，并将计算处理得到的仿真器校准参数、回波数据发送到存储单元进行存储；与校准采集单元连接，接收校准采集单元采集的校准数据；还能通过数据总线与控制单元连接，用于双向传输回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数；数模转换单元，用于将计算单元输入的回波数据转换为基带回波信号，或转换为中频回波信号；数模转换单元与计算单元连接，接收计算单元输出的回波数据；与控制单元连接，接收控制单元输出的脉冲同步信号、频率基准信号；信号转换单元用于将基带回波信号转换成并输出中频回波信号或射频回波信号，或将中频回波信号转换为并输出射频信号，当数模转换单元直接输出中频信号，且信号转换单元也只输出中频信号时，在合成孔径雷达回波仿真器中不需要信号转换单元；信号转换单元与数模转换单元连接，接收数模转换单元输出的中频回波信号或射频回波信号；信号转换单元与控制单元连接，接收控制单元输出的脉冲同步信号、频率基准信号；校准采集单元用于采集基带回波信号或中频回波信号，或采集中频回波信号或射频回波信号，采集得到的数据输入到存储单元存储；校准采集单元与数模转换单元连接，接收数模转换单元输出的中频回波信号或射频回波信号；校准采集单元与信号转换单元连接，接收信号转换单元输出的中频回波信号或射频回波信号；校准采集单元与控制单元连接，接收控制单元输出的脉冲同步信号、频率基准信号；校准采集单元还可以输入外部基准信号。...

【技术特征摘要】
1.一种合成孔径雷达回波仿真器，其特征在于，该仿真器包括：控制单元、存储单元、计算单元、数模转换单元、信号转换单元、校准采集单元，其中：控制单元，用于通过控制总线向每个单元发送工作指令并检测每个单元的工作状态；控制单元通过操作接口提供人机交互界面，并将检测得到的单元工作状态在人机交互界面上显示；通过数据接口读入回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数或对存储单元内存储的回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数进行备份；向数模转换单元、信号转换单元和校准采集单元输出工作所需脉冲同步信号和频率基准信号；向被测的合成孔径雷达输出测试所需的脉冲同步信号和频率基准信号；还能接收的外部脉冲同步信号、外部频率基准信号，用于同步控制单元的内部模块产生的脉冲同步信号和频率基准信号；还能通过数据总线与计算单元连接，用于双向传输回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数；与存储单元连接，将从数据接口接收回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数发送到存储单元，或将存储单元内存储回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数发送到数据接口进行备份；存储单元，用于存储回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数；存储单元与控制单元连接，接收或备份回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数；与计算单元连接，向计算单元输出其存储的回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数，或从计算单元读入校准采集数据、仿真器校准参数；计算单元，用于计算仿真器校准参数，计算得到的仿真器校准参数存储到存储单元；利用上述全部或部分仿真器校准参数，或利用上述全部或部分仿真器校准参数和存储在存储单元的雷达发射信道校准参数，或利用存储在存储单元的雷达发射信道校准参数，通过实时计算或非实时计算，对无校准SAR回波数据进行校正，得到校准SAR回波数据；对于非实时计算，得到的回波数据存储到存储单元，对于实时计算，得到的回波数据或存储到存储单元、或实时输出到数模转换单元；计算单元与存储单元连接，接收存储单元发送的回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数，并将计算处理得到的仿真器校准参数、回波数据发送到存储单元进行存储；与校准采集单元连接，接收校准采集单元采集的校准数据；还能通过数据总线与控制单元连接，用于双向传输回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数；数模转换单元，用于将计算单元输入的回波数据转换为基带回波信号，或转换为中频回波信号；数模转换单元与计算单元连接，接收计算单元输出的回波数据；与控制单元连接，接收控制单元输出的脉冲同步信号、频率基准信号；信号转换单元用于将基带回波信号转换成并输出中频回波信号或射频回波信号，或将中频回波信号转换为并输出射频回波信号，当数模转换单元直接输出中频回波信号，且信号转换单元也只输出中频回波信号时，在合成孔径雷达回波仿真器中不需要信号转换单元；信号转换单元与数模转换单元连接，接收数模转换单元输出的中频回波信号或基带回波信号；信号转换单元与控制单元连接，接收控制单元输出的脉冲同步信号、频率基准信号；校准采集单元用于采集基带回波信号或中频回波信号，或采集中频回波信号或射频回波信号，采集得到的数据输入到存储单元存储；校准采集单元与数模转换单元连接，接收数模转换单元输出的中频回波信号或基带回波信号；校准采集单元与信号转换单元连接，接收信号转换单元输出的中频回波信号或射频回波信号；校准采集单元与控制单元连接，接收控制单元输出的脉冲同步信号、频率基准信号；校准采集单元还可以输入外部基准信号。2.根据权利要求1所述的合成孔径雷达回波仿真器，其特征在于，回波数据包括无校准SAR回波数据和校准SAR回波数据；仿真器校准参数包括数模转换单元校准参数、信号转换单元校准参数和校准采集单元校准参数。3.根据权利要求1所述的合成孔径雷达回波仿真器，其特征在于，所述存储单元采用硬盘、磁盘阵列、非易失固态存储器其中的一种，以文件的形式，或非文件的形式存储回波数据、校准采集数据、仿真器校准参数和雷达发射信道校准参数。4.根据权利要求1所述的合成孔径雷达回波仿真器，其特征在于，所述控制单元由控制计算机、基准频率电路、触发同步电路构成；控制计算机采用通用计算机、嵌入式计算机、ARM处理器、单片机中的一种实现，并配置显示器或显示屏、键盘、定位输入设备用于人机交互。5.根据权利要求1所述的合成孔径雷达回波仿真器，其特征在于，所述计算单元采用高速计算机、图形处理器、DSP电路其中的一种，当计算单元采用高速计算机，控制计算机也采用通用计算机时，计算单元和控制计算机选择共用一个高速计算机。6.根据权利要求1所述的合...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩松，牛晓丽，郭征，赵风华，李美艳，
申请(专利权)人：中国科学院电子学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11