一种多通道星载SAR回波模拟器制造技术

本发明专利技术提供一种多通道星载SAR回波模拟器，其由射频部分和数字部分构成，射频部分和数字部分之间采用半钢电缆连接。所述射频部分包括一个射频输入通道、多个射频输出通道和基准频率源模块。其中射频输入通道、射频输出通道均相互独立，且布局和结构设计均保持一致。所述射频输入通道由射频本振模块、限幅模块和下变频模块组成。所述射频输出通道主要由射频本振模块、上变频模块组成。本发明专利技术包括实时点目标模式、记录模式、场景模式和自闭环模式四种工作模式。本发明专利技术将各种模式结合使用，将回波仿真生成与回波回放两个过程有机分解，避免了在FPGA或DSP内部做实时卷积运算，大大降低了系统的复杂度，同时简化了系统操作，提高了测试效率。测试效率。测试效率。

【技术实现步骤摘要】
一种多通道星载SAR回波模拟器


[0001]本专利技术属于星载合成孔径雷达集成测试
，具体涉及一种多通道星载SAR回波模拟器。

技术介绍

[0002]星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)回波模拟器主要应用在星载SAR地面集成测试阶段，其可以对星载SAR各种成像模式和图像性能指标进行测试和评估。现有的模拟器大致可分为两类，一类是事先在计算机仿真平台上生成仿真回波，然后利用模拟器按照雷达工作时序实时回放仿真回波；另一类是实时采集SAR发射信号，然后利用DSP或FPGA等平台对回波进行实时卷积运算生成仿真回波，并实时回放。上述第一类模拟器属于开环测试系统，其无法评估SAR发射通道误差对成像精度的影响。第二类模拟器虽然属于闭环测试系统，但是其对复杂场景回波进行实时卷积运算需要消耗大量的硬件资源，因此其带宽和重频一般都不会太高。
[0003]目前星载SAR正朝着大幅宽、高分辨率和多模式的方向发展，因此其系统带宽和方位向通道数量不断增加，现有的星载SAR回波模拟器已经满足不了在研星载SAR系统的测试需求。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术基于射频和数字部分分离的设计思想，提出一种多通道星载SAR回波模拟器，其采用的技术方案为：
[0005]一种多通道星载SAR回波模拟器，包括射频部分和数字部分，所述射频部分和数字部分之间采用半钢电缆连接；
[0006]所述射频部分包括一个射频输入通道、多个射频输出通道和基准频率源模块；<br/>[0007]所述数字部分包括采集处理单元、信号生成与回放单元、数据存储单元和计算机单元；
[0008]所述射频输入通道包括射频本振模块、限幅模块和下变频模块；
[0009]所述射频输出通道包括射频本振模块和上变频模块；
[0010]所述基准频率源模块包括恒温晶振、倍频器和滤波器；
[0011]所述采集处理单元用于完成中频信号采集和模拟器工作时序控制；
[0012]所述信号生成与回放单元用于完成基带信号生成、回波实时调制、场景回波回放和中频信号输出；
[0013]所述数据存储单元用于完成场景回波的数据存储功能；
[0014]所述计算机单元用于运行所述回波模拟器的上位机软件，完成所述回波模拟器的系统控制、系统遥测检测和数据管理。
[0015]进一步地，所述射频输入通道、射频输出通道均相互独立，且布局和结构设计均保持一致。
[0016]进一步地，所述基准频率源模块为输入模块和输出模块的射频本振模块提供基准时钟，同时可输出所述数字部分的FPGA工作时钟和采样时钟。
[0017]进一步地，所述数字部分采用VPX架构，不同的功能单元分布在不同的VPX电路板上。
[0018]进一步地，所述数字部分利用剩余槽位增加所述信号生成与回放单元，实现所述回波模拟器的通道数量的扩展；所述数字部分利用剩余槽位增加所述数据存储单元，现实存储容量扩展。
[0019]进一步地，所述多通道星载SAR回波模拟器具有实时点目标模式、记录模式、场景模式和自闭环模式四种工作模式。
[0020]进一步地，在所述实时点目标模式下，所述多通道星载SAR回波模拟器实现点和点阵的回波数据的实时生成与回放，在该模式下，所述回波模拟器与SAR构成一个实时完整的闭环系统，精确评估SAR的两维分辨率。
[0021]进一步地，在所述记录模式下，所述多通道星载SAR回波模拟器按照SAR工作时序记录其发射信号，用于场景模式回波仿真，该模式与所述场景模式共同构成复杂场景下的SAR闭环测试链路。
[0022]进一步地，所述场景模式用于回放复杂场景回波，用于测试SAR的不同工作模式；在所述场景模式下，所述多通道星载SAR回波模拟器按照SAR工作时序回放事先存储的场景回波。
[0023]进一步地，所述自闭环模式用于所述多通道星载SAR回波模拟器自检，包括模拟器通道误差校准、稳定性测试和系统状态检查。
[0024]有益效果：
[0025]本专利技术的多通道星载SAR回波模拟器在结构采用射频和数字部分分离的设计思想。其射频部分各通道相互独立，保证了通道间的隔离度和一致性。其数字部分采用VPX架构，可灵活扩展通道数量、系统带宽和存储容量，可满足当前相同波段不同型号星载SAR的集成测试需求。在功能上，其拥有实时点目标模式、记录模式、场景模式和自闭环四种测试模式。各种模式结合使用，将回波仿真生成与回波回放两个过程有机分解，避免了在FPGA或DSP内部做实时卷积运算，大大降低了系统的复杂度，同时简化了系统操作，提高了测试效率。
附图说明
[0026]图1为本专利技术的多通道星载SAR回波模拟器构成示意图。
[0027]图2为本专利技术的实时模式信号处理过程框图。
具体实施方式
[0028]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0029]如图1所示，本专利技术中的多通道星载SAR回波模拟器由射频部分和数字部分构成，
射频部分和数字部分之间采用半钢电缆连接。
[0030]所述射频部分主要包括一个射频输入通道、1
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n个射频输出通道和基准频率源模块，其中n为自然数。其中射频输入通道、射频输出通道均相互独立，且布局和结构设计均保持一致。
[0031]所述射频输入通道由射频本振模块、限幅模块和下变频模块组成。
[0032]所述射频输出通道由射频本振模块、上变频模块组成。
[0033]所述基准频率源模块主要由恒温晶振、倍频器和滤波器组成，所述基准频率源模块可为输入模块和输出模块的射频本振模块提供基准时钟，同时可输出所述数字部分的FPGA工作时钟和采样时钟，另外所述基准频率源模块还可将外部输出的100MHz信号作为基准，以达到回波模拟器与SAR相干工作的目的。
[0034]所述数字部分采用VPX架构，不同的功能单元分布在不同的VPX电路板上，各功能单元通过VPX母板互联，基于VPX互联架构，数字部分各功能单元都可扩展。数字部分主要包括采集处理单元、信号生成与回放单元、数据存储单元和计算机单元。
[0035]所述采集处理单元主要由高速ADC芯片、Xilinx UltraScale架构FPGA芯片和DDR存储芯片构成。其主要完成中频信号采集和模拟器工作时序控制等功能，所述采集处理单元内部采用数字降采样技术，可支持多种采样率。另外，所述采集处理单元可具有两路中频信号输入接口、两路PCIe 3.0接口、三路GTH接口和一路外部触发信号接口。通过GTH接口，可将采集的数据实时发送至信号与生成回放单元，也可以通过PCIe 3.0接口搬移至计算机单元的内存中。
[0036本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多通道星载SAR回波模拟器，其特征在于：包括射频部分和数字部分，所述射频部分和数字部分之间采用半钢电缆连接；所述射频部分包括一个射频输入通道、多个射频输出通道和基准频率源模块；所述数字部分包括采集处理单元、信号生成与回放单元、数据存储单元和计算机单元；所述射频输入通道包括射频本振模块、限幅模块和下变频模块；所述射频输出通道包括射频本振模块和上变频模块；所述基准频率源模块包括恒温晶振、倍频器和滤波器；所述采集处理单元用于完成中频信号采集和模拟器工作时序控制；所述信号生成与回放单元用于完成基带信号生成、回波实时调制、场景回波回放和中频信号输出；所述数据存储单元用于完成场景回波的数据存储功能；所述计算机单元用于运行所述回波模拟器的上位机软件，完成所述回波模拟器的系统控制、系统遥测检测和数据管理。2.根据权利要求1所述的多通道星载SAR回波模拟器，其特征在于：所述射频输入通道、射频输出通道均相互独立，且布局和结构设计均保持一致。3.根据权利要求1所述的多通道星载SAR回波模拟器，其特征在于：所述基准频率源模块为输入模块和输出模块的射频本振模块提供基准时钟，同时输出所述数字部分的FPGA工作时钟和采样时钟。4.根据权利要求1所述的多通道星载SAR回波模拟器，其特征在于：所述数字部分采用VPX架构，不同的功能单元分布在不同的VPX电路板上。5.根据权利要求1所述的多通道星载SAR回波模拟...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯晓晓，杜江，梁旭，陈亚峰，王坤昊，毕见重，吕游，
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：