一种有源定标器雷达截面积标校方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种有源定标器雷达截面积标校方法及装置。其中，该方法包括：基于星载合成孔径雷达获取沿等距离线部署的有源定标器和角反射器的点目标图像数据；并基于点目标图像数据确定有源定标器和角反射器的点目标图像能量；基于角反射器的雷达截面积值与点目标图像能量的比值，以及有源定标器的点目标图像能量，计算有源定标器的雷达截面积值；基于所述雷达截面积值对所述有源定标器的雷达截面积进行标校。采用本发明专利技术公开的有源定标器雷达截面积标校方法，操作简单，能够同时实现多套有源定标器雷达截面积值的高精度标校，减少了有源定标器标校次数，有效提高了有源定标器雷达截面积标校的稳定性和效率，降低了成本。降低了成本。降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
一种有源定标器雷达截面积标校方法及装置


[0001]本专利技术涉及合成孔径雷达标校
，具体涉及一种有源定标器雷达截面积标校方法和装置。另外，还涉及一种电子设备及非暂态计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]有源定标器(ARC：Active Radar Calibrator)是极化合成孔径雷达(SAR：Synthetic Aperture Radar)定标的重要设备，可以实现非常高的雷达截面积，在分辨率较低的极化合成孔径雷达辐射定标和极化定标中是非常必要的，难以用其他设备来代替。为了实现高精度的辐射定标，作为标准参考目标的有源定标器所提供的雷达散射截面积(RCS：Radar Cross Section)必须非常精确，这就需要对有源定标器的雷达截面积值进行标定。根据雷达截面积值的定义可知，稳定的无源设备，如反射圆盘、角反射器等规则几何体的雷达截面积值可以通过理论计算和仿真计算得到。这种类型设备的雷达截面积值不需要标定，其称为第一种类型的雷达定标设备；而有源定标器的雷达截面积值则需要通过第一类设备为基准进行标校才能够准确的获知，属于间接的雷达定标设备，或称为第二种类型的雷达定标设备。一般情况下，使用反射圆盘、角反射器等标准反射器来实现有源定标器的标校。目前常用的有源定标器雷达散射截面积标校方法采用标准反射器与有源定标器组成校准系统实现。其中，标准反射器(比如反射圆盘或角反射器)与有源定标器之间距离满足远场条件，有源定标器发射与接收天线和反射圆盘对准，使发射信号经反射圆盘反射后到达接收天线，被有源定标器的接收机接收并记录下来，同时接收信号再经有源定标器内部信道转到发射天线再发射，再被反射圆盘反射、再被有源定标器接收记录并转发，由此不断循环，只要每次发射的信号是衰减的，就可以在有源定标器接收机内部得到一串递减的脉冲信号，经处理后可以实现对有源定标器的雷达散射截面积的校准。
[0003]然而，根据标准反射器的电磁波反射特性，标准反射器对平面入射波的散射波束非常窄，采用标准反射器进行有源定标器标校时，需要非常精确的进行波束对准，使有源定标器的发射波束正好对准标准反射器的法线，微小的波束指向偏差均会带来非常大的雷达截面积值误差。由于有源定标器的发射天线与接收天线一般是分离的，地面标校时标准反射器与有源定标器距离不会太远(即使满足远场条件时)，这相当于是双站情况，发射天线与接收天线不能同时指向标准反射器，而要恰恰使发射与接收天线正好位于标准反射器法线两侧而且夹角相等，即发射与接收天线关于标准反射器法线对称的位置，更是难以实现的条件。另外即使实现了几何对称，由于有源定标器发射与接收天线波束电轴与其几何轴并不一致，两个天线的波束电轴与其几何轴均会存在偏差，而且这种偏差是随机的。在这种条件下利用标准反射器进行有源定标器的校准必然会引入非常大的误差。还有，即使上面的苛刻要求均实现了，由于这种方案时有源定标器与标准反射器的距离不可能太远，这和实际所用到的有源定标器与星载极化合成孔径雷达(SAR：Synthetic Aperture Radar)的距离根本不在一个量级，这会导致标校的收发天线的波束角度位置与实际使用的波束角度位置不同，因此标校的雷达散射截面积与使用的实际雷达散射截面积是不一的，这会造成
误差。对于实现有源定标器的雷达散射截面积精度达到0.2dB(3sgm)是非常困难的，考虑到地面多路径噪声等很多不确定因素，这个精度要求更加难以实现。由于需要进行精细的对准操作，在实际标校过程中，有源定标器的标校需要一台一台的进行，速度很慢，需要耗费大量时间。另外，这种标校方案需要研制专门的标校设备，要设计和研制反射圆盘与有源定标器的精确对准的方案和设备，要降低地面多路径噪声的影响需要选择合适的场地并购买铺设吸波材料等，这些都需要投入高昂的经费。因此，如何低成本、高精度的有源定标器雷达截面积标校方案成为本领域研究的重要课题。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术提供一种有源定标器雷达截面积标校方法及装置，以解决现有技术中存在的有源定标器雷达截面积标校方案局限性较高，精度和稳定性较差的问题。
[0005]本专利技术提供一种有源定标器雷达截面积标校方法，包括：
[0006]基于星载合成孔径雷达获取沿等距离线部署的有源定标器和角反射器的点目标图像数据；
[0007]基于所述点目标图像数据，确定所述有源定标器的点目标图像能量和所述角反射器的点目标图像能量；
[0008]基于所述角反射器的雷达截面积值与所述角反射器的点目标图像能量的比值，以及所述有源定标器的点目标图像能量，确定所述有源定标器的雷达截面积值；
[0009]基于所述雷达截面积值对所述有源定标器的雷达截面积进行标校。
[0010]进一步的，所述角反射器包含多台高精度角反射器；
[0011]基于所述角反射器的雷达截面积值与所述角反射器的点目标图像能量的比值，以及所述有源定标器的点目标图像能量，确定所述有源定标器的雷达截面积值，具体包括：
[0012]基于所述多台高精度角反射器的雷达截面积值与所述多台高精度角反射器的点目标图像能量的比值，确定雷达截面积基准值；
[0013]根据所述雷达截面积基准值以及所述有源定标器的点目标图像能量，得到所述有源定标器的雷达截面积值。
[0014]进一步的，所述等距离线位于所述星载合成孔径雷达的成像观测带内，与所述星载合成孔径雷达的星下点轨迹相平行。
[0015]进一步的，所述的有源定标器雷达截面积标校方法，还包括：确定所述有源定标器的点目标图像能量和雷达截面积值，与所述角反射器的点目标图像能量和雷达截面积值之间的关系模型，所述关系模型对应的表达式为(1)：
[0016][0017]式中，σ
arc
为所述有源定标器的雷达截面积值、σ
tcr
为所述角反射器的雷达截面积值；E
arc
为所述有源定标器的点目标图像能量、E
tcr
为所述角反射器的点目标图像能量；i为大于或等于1的整数；K为一个常值，与定标常数、成像距离视角、所述合成孔径雷达的天线方向图相对应；N为高精度角反射器的数量；其中，σ
tcr
通过所述角反射器的几何尺寸和所述合成孔径雷达的工作载频的波长计算得到，或者建立所述角反射器的电磁模型通过仿真计算得到；E
arc
、E
tcr
通过在点目标图像数据计算得到。
[0018]进一步的，若所述角反射器为多台高精度角反射器，则所述关系模型对应的表达式为(2)：
[0019][0020]式中，σ
arc
为所述有源定标器的雷达截面积值、σ
tcr
为所述角反射器的雷达截面积值；E
arc
为所述有源定标器的点目标图像能量、E
tcr
为所述角反射器的点目标图像能量；i为大于或等于1的整数；K为一个常值，与定标常数、成像距离视角、所述合成孔径雷达的天线方向图相对应；N为高精度角反射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有源定标器雷达截面积标校方法，其特征在于，包括：基于星载合成孔径雷达获取沿等距离线部署的有源定标器和角反射器的点目标图像数据；基于所述点目标图像数据，确定所述有源定标器的点目标图像能量和所述角反射器的点目标图像能量；基于所述角反射器的雷达截面积值与所述角反射器的点目标图像能量的比值，以及所述有源定标器的点目标图像能量，确定所述有源定标器的雷达截面积值；基于所述雷达截面积值对所述有源定标器的雷达截面积进行标校。2.根据权利要求1所述的有源定标器雷达截面积标校方法，其特征在于，所述角反射器包含多台高精度角反射器；基于所述角反射器的雷达截面积值与所述角反射器的点目标图像能量的比值，以及所述有源定标器的点目标图像能量，确定所述有源定标器的雷达截面积值，具体包括：基于所述多台高精度角反射器的雷达截面积值与所述多台高精度角反射器的点目标图像能量的比值，确定雷达截面积基准值；根据所述雷达截面积基准值以及所述有源定标器的点目标图像能量，获得所述有源定标器的雷达截面积值。3.根据权利要求1所述的有源定标器雷达截面积标校方法，其特征在于，所述等距离线位于所述星载合成孔径雷达的成像观测带内，与所述星载合成孔径雷达的星下点轨迹相平行。4.根据权利要求1所述的有源定标器雷达截面积标校方法，其特征在于，还包括：确定所述有源定标器的点目标图像能量和雷达截面积值，与所述角反射器的点目标图像能量和雷达截面积值之间的关系模型，所述关系模型对应的表达式为(1)：式中，σ
arc
为所述有源定标器的雷达截面积值、σ
tcr
为所述角反射器的雷达截面积值；E
arc
为所述有源定标器的点目标图像能量、E
tcr
为所述角反射器的点目标图像能量；i为大于或等于1的整数；K为一个常值，与定标常数、成像距离视角、所述合成孔径雷达的天线方向图相对应；N为高精度角反射器的数量；其中，σ
tcr
通过所述角反射器的几何尺寸和所述合成孔径雷达的工作载频的波长计算得到，或者建立所述角反射器的电磁模型通过仿真计算得到；E
arc
、E
tcr
通过在点目标图像数据计算得到。5.根据权利要求4所述的有源定标器雷达截面积标校方法，其特征在于，若所述角反射器为多台高精度角反射器，则所述关系模型对应的表达式为(2)：式中，σ
arc<...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁维斌，邓兆国，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：