在轨SAR发射方位向方向图测试装置及性能评估方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种在轨SAR发射方位向方向图测试装置及性能评估方法。地面接收天线接收在轨SAR辐射的射频线性调频信号，通过雷达信号接收单元，进行低噪声放大、下变频、滤波得到满足要求的中频信号；再由可控增益中频放大链路进行中频信号放大，以适应接收信号输出动态要求，通过数据采集记录单元连续对中频信号进行数据采集，经正交解调得到视频IQ信号，然后对视频信号进行记录存储。根据信号处理理论，对记录数据通过脉冲压缩的方法，就可获得准确的发射方位向方向图，对获取的方位向方向图处理后，进行性能评估。本发明专利技术由于采用脉冲压缩，提高了信噪比。提高了信噪比。提高了信噪比。

【技术实现步骤摘要】
在轨SAR发射方位向方向图测试装置及性能评估方法


[0001]本专利技术属于合成孔径雷达（SAR）
，具体涉及一种在轨SAR发射方位向方向图测试装置及性能评估方法。

技术介绍

[0002]星载SAR在发射之前，都要经过在暗室的方向图测试，使得每个波位的方向图满足一定的要求。但是在地面测试时，由于无法克服重力的影响，天线是理想展开状态，所有状态都是理想的，因此地面测试的方向图，并不一定与实际在轨方向图完全一致。 SAR卫星发射在轨运行时，无法获取天线的实际展开状态，且发射方向图是雷达成像的关键指标之一。为了测试在轨SAR方向图，需要通过地面测试装置，获取实际方向图，并与地面测试时的方向图进行比较，进而对雷达成像参数等进行调整，以实现较好的雷达成像效果。
[0003]通过雷达发射方位向方向图测试，可以评估方位模糊性能。现有的发射方位向方向图测试，采用地面天线接收装置，直接接收在轨星载SAR辐射的射频线性调频信号，经检波器后获得信号包络，然后经过数字处理方法，获得每一帧发射信号带内幅度的平均值作为发射方位向的幅度值。由于检波器灵敏度的限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在轨SAR发射方位向方向图测试装置，其特征在于，包括频率信号产生单元、雷达信号接收单元、监控定时单元、采集记录单元、调频信号产生单元；所述频率信号产生单元为雷达信号接收单元、调频信号产生单元、采集记录单元及监控定时单元提供基准频率信号；所述基准频率信号包括射频、中频、采样时钟及定时时钟；所述雷达信号接收单元在自检测试时，接收调频信号产生单元的射频输出信号；在轨测试时，分别接收水平极化SAR辐射信号与垂直极化SAR辐射信号；所述监控定时单元根据星上提前上注的在轨SAR工作参数，向调频信号产生单元输出工作模式控制信号，产生与星上在轨SAR相同带宽、脉宽、脉冲重复频率的线性调频信号进行自检测试；控制所述雷达信号接收单元产生控制信号，进行自检测试和在轨测试；所述采集记录单元对雷达信号接收单元输入的自检信号或SAR辐射信号进行中频采样，并对采样数据进行正交解调、降采样和数字滤波，送入数据存储单元实现数据存储记录；所述调频信号产生单元用于产生与星上在轨SAR相同带宽、脉宽、脉冲重复频率的线性调频信号。2.根据权利要求1所述的一种在轨SAR发射方位向方向图测试装置，其特征在于，所述频率信号产生单元采用高稳定、低相噪恒温晶体振荡器产生高稳定、低相噪的正弦波作为基准参考频率，通过倍频和分频相结合的方法产生各种频率信号，经过滤波、隔离放大处理获得满足测试装置要求的中频、射频本振和时钟输出信号。3.根据权利要求1所述的一种在轨SAR发射方位向方向图测试装置，其特征在于，所述雷达信号接收单元采用超外差式变频原理，接收信号经过低噪声放大、下变频、滤波得到满足测试装置要求的中频信号；再由可控增益中频放大链路进行中频信号放大，交叉备份输出两路中频信号。4.根据权利要求1所述的一种在轨SAR发射方位向方向图测试装置，其特征在于，所述调频信号产生单元采用可编程数字基带信号产生方式，根据编程控制信号产生满足测试装置需要的带宽、脉宽、斜率的基带线性调频信号；通过正交调制得到相应的中频调频信号；经过中频选通放大、上变频、多模式组合选通滤波及功率放大得到时域、频域和信号功率均满足测试装置要求的射频线性调频信号。5.根据权利要求1
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4之一所述的一种在轨SAR发射方位向方向图测试装置的性能评估方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、获取在轨SAR发射方位向方向图数据；步骤2、通过数据处理得到在轨SAR发射方位向方向图；步骤3、根据在轨SAR发射方位向方向图与地面带内方向图比对，进行方向图性能评估。6.根据权利要求5所述的性能评估方法，其特征在于，所述步骤1中，采用第一矩形口面角锥喇叭作为星上在轨的雷达信号接收单元，接收空间辐射的射频信号，输入给雷达信号接收单元；雷达信号接收单元将输入的射频信号，低噪声放大、下变频到中频信号，并经中频滤波和可控增益中频放大链路控制功分后进行两路输出，一路输出给采集记录单元，另一路作为在线监视手段，利用高速示波器实时观察雷达信号接收单元输出的中频信号波形；采集记录单元接收雷达信号接收单元输出的中频信号，8位高速采样后，正交解调、降采样后存入数据存储部件；
在轨测试时，监控定时单元根据星上雷达系统的带宽，控制雷达信号接收单元进行接收信号滤波器带宽的选择，雷达信号接收单元在监控定时单元控制下，把雷达信号接收单元的闭锁开关功能关闭，保证在轨SAR飞行经过地面的第一矩形口面角锥喇叭接收信号时，使得雷达信号接收单元处于连续接收状态中；采集记录单元同时连续实时采集和记录数据。7.根据权利要求6所述的性能评估方法，其特征在于，所述步骤1包括如下步骤：步骤（1）确定地面天线接收的功率电平：根据雷达方程，地面接收功率为：
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（1），其中，是斜距，是在轨SAR发射功率，是在轨SAR天线增益，为地面接收天线面积，是大气传输损耗；根据天线理论，地面天线的接收增益为：
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（2），其中，是雷达中心频率对应的波长，为地面接收天线面积；根据式（2）得出：
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（3），代入式（1），得出：
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（4），地面天线接收的功率电平由式（4）确定；步骤（2）设置雷达信号接收单元MGC：雷达信号接收单元MGC的设置按式（5）确定：
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（5），其中，是监控定时单元控制雷达信号接收单元设置的值，是地面天线接收功率电平，是系统损耗，是雷达信号接收单元总增益，也即设置为0时的增益，为雷达信号接收单元输出的信号功率电平大小，单位为dBm；的设置满足式（6）：
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【专利技术属性】
技术研发人员：张华春，倪江，禹卫东，朗宇，梁旭，邱劲松，赵邢杰，吕志鹏，沙瑜，陈圳，
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：