基于自动测试系统实现对雷达脉冲信号高精度调制的方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于自动化测试实现对接收合成孔径雷达信号高精度幅度调制的方法：构建以信号源、有源定标器、可编程功率计、通信控制装置组成的自动化测试系统；获取压控波形码和有源定标器输出信号功率的关系曲线；然后根据该曲线和ＳＡＲ系统参数，得到补偿有源定标器幅相误差的调制波形码。本发明专利技术为满足在现有有源定标器对合成孔径雷达脉冲信号调制精度的要求，利用自动测量技术获取有源定标器的压控波形码即功率响应曲线，并根据ＳＡＲ系统参数拟合调制波形码，补偿有源定标器中功率器件的非线性特性，压低了调制产生的杂波旁瓣，提高信杂比。本发明专利技术高效、可靠、精确的实现对接收合成孔径雷达脉冲信号的幅度调制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于自动化测量
，涉及一种对合成孔径雷达脉冲信号的调制方法及系统。
技术介绍
基于幅度调制的有源定标器(AMTAmplitude ModulationTransponder)是一种简单易实现的宽带有源外定标器，它对接收的合成孔径雷达SAR脉冲信号进行幅度调制，然后转发给合成孔径雷达SAR，经方位向处理之后，由于调幅，在原有多普勒频谱的上下边带分别产生镜像，该镜像不包含任何场景杂波，这样可以将外定标信号与地物杂波分离开来，精确地实现一个不受地物杂波影响的雷达收发系统、天线、传输路径和外定标器闭环测试回路，大大提高外定标的精度。利用调幅产生的镜像多普勒频谱还可以准确地估计有源定标器距离合成孔径雷达载机平台的距离，该距离信息结合差分全球定位系统/捷联惯导系统(DGPS/SINS)组合滤波可能会提供一种更高精度的运动补偿方案。因此AMT对高分辨率合成孔径雷达具有十分重要的意义。然而实现对宽带X波段脉冲信号的精确幅度调制是困难的，由于受到目前我国自主微波器件技术水平的制约，例如有源定标器所采用的放大器输入输出功率非线性、功率控制器件非线性对调幅的影响很大，将引起调幅信号的失真，如附图1所示功率控制器件的非线性导致了正弦响应失真，产生谐波效应。这些谐波会以混叠的方式进入到调制后的多普勒频谱中，形成杂波。因此必须进行补偿。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，能够快速准确的补偿有源定标器AMT的非线性误差，实现对合成孔径雷达脉冲信号的高精度幅度调制，进而达到降低由非线性导致调制产生的杂波旁瓣，提高定标信号的信杂比。本专利技术的第一个方面，一种，该方法包括构建自动化测试系统，通过自动化测量计算机发送的压控波形码和有源定标器输出信号功率的关系曲线，得到补偿系统非线性的调制波形码，实现对合成孔径雷达脉冲信号的高精度正弦幅度调制。所述压控波形码经过量化，用16位2进制的压控波形码来描述压控衰减器控制信号，0-65535码值对应0-5V模拟的压控衰减控制电压；控制计算机发送压控波形码，经过有源定标器的调制模块转换成为模拟的压控衰减控制信号，用于控制有源定标器输出信号的幅度衰减。所述调制波形码，当以该组码作为压控波形码形成调制，使得有源定标器输出信号包络电压以V0(1+Acos(ωt))规律变化，实现压控波形码的正弦幅度调制，即生成调制波形码，其中V0由有源定标器在调制下最大输出功率确定。本专利技术的第二个方面，为实现对合成孔径雷达脉冲信号高精度调幅本专利技术构建了实现对雷达脉冲信号高精度调制的自动测试系统，该系统包括信号源，可编程功率计，通信控制装置，有源定标器信号源，将产生的X波段单频功率信号输入给有源定标器；可编程功率计，测试有源定标器输出信号的功率值；通信控制装置，控制计算机与待测有源定标设备之间的数据交换，通过发送数控码实现对待测有源定标器的系统增益的控制、发送压控波形码实现对待测有源定标器输出信号的幅度衰减；由通信控制装置对可编成功率计状态设置、初始化、校准，选择自动测试模式，读取并记录可编程功率计的读数和相应的压控波形码；有源定标器，将信号源输入的X波段单频功率信号进行放大、压控衰减、数控衰减，由通信控制装置读取并记录可编程功率计读数和相应的压控波形码，得到压控波形码与有源定标器输出功率的关系曲线。本专利技术的有益效果本专利技术为满足在现有有源定标器(AMT)对合成孔径雷达(SAR)脉冲信号调制精度的要求，利用自动化测量技术获取有源定标器的压控波形码——功率响应曲线，并根据SAR系统参数拟合调制波形码，补偿有源定标器中功率器件的非线性特性，极大地压低了调制产生的杂波旁瓣，提高信杂比。本专利技术所采用的自动化测量技术方案，解决了手动测试中存在的采样点多、测试量很大、时间长、易引入人为误差和有源定标器长时间功率漂移造成误差等问题，高效、可靠、精确的实现对接收SAR脉冲信号的幅度调制。附图说明通过以下结合附图的详细描述，本专利技术的上述和其它方面、特征和优点将变得更加显而易见。附图中图1是现有技术功率器件的非线性导致正弦响应失真示意2是本专利技术对雷达脉冲信号高精度调制的自动测试系统结构3是本专利技术实现对雷达脉冲信号高精度调制的自动测试系统框4是本专利技术实现对雷达脉冲信号高精度调制的自动测试系统串口通信子程序流程图5是本专利技术实现对雷达脉冲信号高精度调制的自动测试系统通用接口总线(GPIB)控制子程序流程图6是本专利技术基于自动化测试对合成孔径雷达脉冲信号实现高精度幅度调制的方法中调制波形码生成流程图具体实施方式下面结合附图对本专利技术作具体说明。应该指出，所描述的实施例仅仅视为说明的目的，而不是对本专利技术的限制。根据本专利技术一种基于自动化测试对合成孔径雷达脉冲信号实现高精度幅度调制的方法构建自动化测试系统，通过自动化测量计算机发送的压控波形码和有源定标器输出信号功率的关系曲线，得到补偿有源定标器幅相误差的调制波形码，实现对合成孔径雷达脉冲信号的高精度正弦幅度调制。具体地压控波形码，压控波形码经过量化，用16位2进制的压控波形码来描述压控衰减器控制信号，0-65535码值对应0-5V模拟的压控衰减控制电压；控制计算机发送压控波形码，经过有源定标器的调制模块转换成为模拟的压控衰减控制信号，用于控制有源定标器输出信号的幅度衰减。具体地，所述调制波形码，当以该组码作为压控波形码形成调制，使得有源定标器输出信号包络电压以V0(1+Acos(ωt))规律变化，实现压控波形码的正弦幅度调制，即生成调制波形码，其中V0由有源定标器在调制下最大输出信号功率确定。根据本专利技术的图2对雷达脉冲信号高精度调制的自动测试系统结构图，简要介绍了自动化测试系统中待测有源定标器的系统结构框图，系统主要包括接收及发射天线、射频模块、调制模块。系统工作流程如下接收天线接收合成孔径雷达脉冲信号，然后输出至射频模块进行放大、滤波；由压控衰减器对该合成孔径雷达脉冲信号进行正弦幅度调制，使得该定标器回波信号的方位多普勒频谱两侧产生对称的镜像频谱；正弦幅度调制应满足如下关系式Sr(t)＝(1+Acos(ωt))St(t)其中St(t)为接收的合成孔径雷达脉冲线性调频信号，Sr(t)为定标器调制后转发回合成孔径雷达的信号，A为调幅指数，ω为调制角频率；由数控衰减器对该调制信号进行定量衰减来设置等效雷达横截面积RCS，然后功率放大并通过发射天线转发回给合成孔径雷达；调制模块产生压控信号和数控信号分别控制射频模块的压控衰减器和数控衰减器。根据本专利技术的图3，实现对雷达脉冲信号高精度调制的自动测试系统框图所示，图中包括信号源S31，可编程功率装置S33，通信控制装置S39，有源定标器S32；信号源S31，将产生的X波段单频功率信号输入给有源定标器S32； 可编程功率计S33，测试有源定标器S32输出信号的功率值；通信控制装置S39，通信控制装置S39用于与有源定标器S32之间的数据交换，通过发送数控码实现对待测有源定标器S32的系统增益的控制、发送压控波形码实现对待测有源定标器S32输出信号的幅度衰减；由通信控制装置S39对可编成功率计S33状态设置、初始化、校准，选择自动测试模式，读取并记录可编程功率计S33的读数和相应的压控波形码；有源定标器S32，将信号源输入的X波段单频功率信号进行放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于自动测试系统实现对雷达脉冲信号高精度调制的方法，其特征在于，该方法包括：构建自动化测试系统，通过自动化测量计算机发送的压控波形码和有源定标器输出信号功率的关系曲线，得到补偿有源定标器幅相误差的调制波形码，对合成孔径雷达脉冲信号的正弦幅度调制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁兴东，乔明，张培杰，丁赤飚，邹练峰，杨小亮，
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：11[中国|北京]