星载SAR回波的模拟装置及模拟方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种星载SAR回波的模拟装置及模拟方法，其中，星载SAR回波的模拟装置包括：对外接口模块、GPU回波计算模块、回波数据存储模块及仿真参数解算模块；所述对外接口模块接收基带发射信号、同步参考时钟和PRF脉冲的输入，所述仿真参数解算模块根据所述对外接口模块输入的卫星时刻和用户设置的卫星SAR仿真参数信息，仿真当前脉冲时刻卫星天线波束照射的目标场景，所述GPU回波计算模块根据目标场景的信息，计算目标场景的冲激响应序列，并且输入到对外接口模块，所述对外接口模块对所述目标场景的冲激响应序列与基带发射信号进行卷积计算，得到基带回波信号，在保存至回波数据存储模块后输出。通过本发明专利技术的技术方案，能够有效改善回波生成效率。

【技术实现步骤摘要】
星载SAR回波的模拟装置及模拟方法
本专利技术涉及通信
，具体而言，涉及一种星载SAR回波的模拟装置和一种星载SAR回波的模拟方法。
技术介绍
星载合成孔径雷达（SyntheticApertureRadar，SAR）由于运行于轨道空间，不受恶劣气候条件、国界领空等限制，具有全天时、全天候工作和大范围成像的优势。对于星载SAR技术研究，雷达接收的回波信号具有关键作用——雷达回波信号包含了卫星姿态、星地空间几何、雷达系统参数、大气环境等的影响，能够对星载SAR系统参数、成像算法、性能指标等进行检测，通过计算机模拟回波信号，不仅灵活、高效，而且实现成本相对低廉，因此，其得到广泛使用。星载SAR回波模拟具有高精度、低实时性的需求以及计算量巨大的问题，由于成像场景处理的精细化，其原始回波数据模拟的运算量海量增加，在PC端仿真耗费时间长，仿真效率低下，很难满足工程研究中每秒千亿次浮点运算和千亿字节数据处理的高速实时要求，相关技术中采用CPU、DSP、FPGA等硬件平台处理各有不足，回波的生成效率偏低，对此目前还没有有效解决方案。
技术实现思路
本专利技术正是基于上述技术问题至少之一，提出了一种新的星载SAR回波的模拟方案，能够有效改善回波生成效率。有鉴于此，本专利技术提出了一种新的星载SAR回波的模拟装置，包括：对外接口模块、GPU回波计算模块、回波数据存储模块及仿真参数解算模块；其中，所述对外接口模块接收基带发射信号、同步参考时钟和PRF脉冲的输入，所述仿真参数解算模块根据所述对外接口模块输入的卫星时刻和用户设置的卫星SAR仿真参数信息，仿真当前脉冲时刻卫星天线波束照射的目标场景，所述GPU回波计算模块根据目标场景的信息，计算目标场景的冲激响应序列，并且输入到对外接口模块，所述对外接口模块对所述目标场景的冲激响应序列与基带发射信号进行卷积计算，得到基带回波信号，在保存至回波数据存储模块后输出。在上述任一项技术方案中，优选地，所述GPU回波计算模块利用GPU平台计算所述目标场景的冲激响应序列。在上述任一项技术方案中，优选地，所述用户设置的卫星SAR仿真参数信息包括波位参数和轨道参数。根据本专利技术的第二方面，提出了一种基于上述技术方案中任一项所述的星载SAR回波的模拟装置的回波模拟方法，包括：通过人机交互界面获取用户输入的系统工作路径；在获取到所述系统工作路径时，由控制操作类ECHO_GPU读取人机交互界面输入的卫星SAR仿真参数信息，并启动仿真参数解算模块的CSetting类，以将所述卫星SAR仿真参数信息传输至CSetting类；在所述仿真参数解算模块的CSetting类会受ECHO_GPU类控制而启动，并接受ECHO_GPU类传递来的仿真参数；基于CSetting类内封装的预定算法以及雷达波位参数和雷达工作模式进行过初始化处理，以得到不同工作模式下波束区域与不同场景之间的关系；GPU回波计算模块及对外接口模块的CEchoProce类根据所述关联关系确定与目标场景的波束区域，并调用GPU核函数和一维频域法，根据对外接口模块输入的基带发射信号、同步参考时钟和PRF脉冲，生成每一脉的回波信号；基于CFileOpt类对象生成用于保存回波信号文件和输入输出参数的配置文件的文件夹。在上述技术方案中，优选地，所述系统工作路径包括场景文件调取路径和回波信号输出的保存路径，其中，所述场景文件调取路径所存储文件定义了本次模拟的目标场景。在上述技术方案中，优选地，所述文件夹是CFileOpt类对象在所述系统工作路径下生成的以当前时间命名的文件夹。通过以上技术方案，能够有效改善回波生成效率。附图说明图1示出了根据本专利技术的实施例的星载SAR回波的模拟装置的示框图；图2示出了根据本专利技术的一个实施例的星载SAR回波的模拟方法的流程示意图；图3示出了根据本专利技术的另一个实施例的星载SAR回波的模拟方法的流程示意图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。以下结合图1至图3对本专利技术的技术方案做进一步说明：图1示出了根据本专利技术的实施例的星载SAR回波的模拟装置的示框图。如图1所示，根据本专利技术的实施例的星载SAR回波的模拟装置100，包括：对外接口模块102、GPU回波计算模块104、回波数据存储模块106及仿真参数解算模块108。其中，对外接口模块102接收基带发射信号、同步参考时钟和PRF脉冲的输入，仿真参数解算模块108根据对外接口模块102输入的卫星时刻和用户设置的卫星SAR仿真参数信息，仿真当前脉冲时刻卫星天线波束照射的目标场景，GPU回波计算模块104根据目标场景的信息，计算目标场景的冲激响应序列，并且输入到对外接口模块102，对外接口模块102对目标场景的冲激响应序列与基带发射信号进行卷积计算，得到基带回波信号，在保存至回波数据存储模块106后输出。进一步地，GPU回波计算模块104利用GPU平台计算目标场景的冲激响应序列。进一步地，用户设置的卫星SAR仿真参数信息包括波位参数和轨道参数。具体地，基于该装置的模拟方法，如图2所示，具体包括：步骤S202，通过人机交互界面获取用户输入的系统工作路径。系统工作路径包括场景文件调取路径和回波信号输出的保存路径，其中，场景文件调取路径所存储文件定义了本次模拟的目标场景。步骤S204，在获取到系统工作路径时，由控制操作类ECHO_GPU读取人机交互界面输入的卫星SAR仿真参数信息，并启动仿真参数解算模块的CSetting类，以将卫星SAR仿真参数信息传输至CSetting类。步骤S206，在仿真参数解算模块的CSetting类会受ECHO_GPU类控制而启动，并接受ECHO_GPU类传递来的仿真参数。步骤S208，基于CSetting类内封装的预定算法以及雷达波位参数和雷达工作模式进行过初始化处理，以得到不同工作模式下波束区域与不同场景之间的关系。步骤S210，GPU回波计算模块及对外接口模块的CEchoProce类根据关联关系确定与目标场景的波束区域，并调用GPU核函数和一维频域法，根据对外接口模块输入的基带发射信号、同步参考时钟和PRF脉冲，生成每一脉的回波信号。步骤S212，基于CFileOpt类对象生成用于保存回波信号文件和输入输出参数的配置文件的文件夹。文件夹是CFileOpt类对象在系统工作路径下生成的以当前时间命名的文件夹。点目标回波信号模拟是SAR回波信号模拟的基础，面目标就是按一定间隔被分割成一个个的点目标来进行回波信号模拟的，通过对点目标的成像效果的分析，可以判断面目标的成像质量。以下以点目标回波信号模拟为例，结合图3，对本专利技术的技术方案做进一步说明：本实施例中，模拟方法由四个类来完成，分别为控制操作类ECHO_GPU、文件操作类CFileOpt、GPU处理类CEchoProce和中间数据计算类CSetting；具体实现时ECHO_GPU类控制CFileOp本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种星载SAR回波的模拟装置，其特征在于，包括：对外接口模块、GPU回波计算模块、回波数据存储模块及仿真参数解算模块；其中，所述对外接口模块接收基带发射信号、同步参考时钟和PRF脉冲的输入，所述仿真参数解算模块根据所述对外接口模块输入的卫星时刻和用户设置的卫星SAR仿真参数信息，仿真当前脉冲时刻卫星天线波束照射的目标场景，所述GPU回波计算模块根据目标场景的信息，计算目标场景的冲激响应序列，并且输入到对外接口模块，所述对外接口模块对所述目标场景的冲激响应序列与基带发射信号进行卷积计算，得到基带回波信号，在保存至回波数据存储模块后输出。

【技术特征摘要】
1.一种星载SAR回波的模拟装置，其特征在于，包括：对外接口模块、GPU回波计算模块、回波数据存储模块及仿真参数解算模块；其中，所述对外接口模块接收基带发射信号、同步参考时钟和PRF脉冲的输入，所述仿真参数解算模块根据所述对外接口模块输入的卫星时刻和用户设置的卫星SAR仿真参数信息，仿真当前脉冲时刻卫星天线波束照射的目标场景，所述GPU回波计算模块根据目标场景的信息，计算目标场景的冲激响应序列，并且输入到对外接口模块，所述对外接口模块对所述目标场景的冲激响应序列与基带发射信号进行卷积计算，得到基带回波信号，在保存至回波数据存储模块后输出。2.根据权利要求1所述的星载SAR回波的模拟装置，其特征在于，所述GPU回波计算模块利用GPU平台计算所述目标场景的冲激响应序列。3.根据权利要求1或2所述的星载SAR回波的模拟装置，其特征在于，所述用户设置的卫星SAR仿真参数信息包括波位参数和轨道参数。4.一种星载SAR回波的模拟方法，基于权利要求1至3中任一项所述的星载SAR回波的模拟装置的回波模拟方法，其特征在于，包括：通过人机交互界面获取用户输入的系统工作路径；在获取到所述系统工作路径时，由控制操作类ECHO_GPU读...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永明，徐伟峰，车县伟，田秋燕，
申请(专利权)人：河南九乾电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41