本發(fā)明涉及一種雷達(dá)衛(wèi)星微波有效載荷測(cè)試數(shù)據(jù)處理方法，具體地，涉及一種基于內(nèi)定標(biāo)數(shù)據(jù)的星載合成孔徑雷達(dá)參考函數(shù)獲取方法。

背景技術(shù)：

合成孔徑雷達(dá)不受日照和天氣條件等因素影響，可全天時(shí)、全天候?qū)Φ赜^測(cè)成像，其幾何分辨率與雷達(dá)高度和波長(zhǎng)無(wú)關(guān)，因而在災(zāi)害監(jiān)測(cè)、環(huán)境和海洋監(jiān)測(cè)、資源勘察、農(nóng)作物估產(chǎn)、測(cè)繪和軍事等方面具有獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，具有其它遙感器不可替代的作用。

合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)的脈壓性能直接決定最終雷達(dá)圖像的質(zhì)量，而雷達(dá)系統(tǒng)脈壓性能則由其選用的匹配處理函數(shù)(以下簡(jiǎn)稱“參考函數(shù)”)決定，由于合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)存在非線性誤差，雷達(dá)信號(hào)經(jīng)過(guò)合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)收發(fā)通道后，會(huì)發(fā)生信號(hào)畸變(幅相誤差)，在進(jìn)行成像處理時(shí)，若直接采用理論的線性調(diào)頻信號(hào)作為參考函數(shù)，由于失配，脈壓結(jié)果會(huì)比較差，無(wú)法滿足雷達(dá)系統(tǒng)成像質(zhì)量指標(biāo)要求。因而一般的合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)都會(huì)引入預(yù)失真處理的措施。但是，由于要確保雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)射峰值功率不受影響的原因，雷達(dá)系統(tǒng)預(yù)失真處理一般只對(duì)系統(tǒng)相位誤差進(jìn)行補(bǔ)償，而對(duì)幅度誤差不做任何處理，因此進(jìn)行預(yù)失真處理后的雷達(dá)系統(tǒng)還存在著固定的幅度誤差。此時(shí)利用理論的線性調(diào)頻信號(hào)作為參考函數(shù)，脈壓結(jié)果雖會(huì)有所改善，但在幅相誤差較大的情況下，脈壓性能存在不滿足使用要求的可能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于內(nèi)定標(biāo)數(shù)據(jù)的星載合成孔徑雷達(dá)參考函數(shù)獲取方法，其在雷達(dá)收發(fā)復(fù)制信號(hào)與實(shí)際收發(fā)信號(hào)特性一致性較好的情況下，利用參考函數(shù)進(jìn)行匹配處理，可獲得接近標(biāo)準(zhǔn)辛格函數(shù)的效果，對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)預(yù)失真處理的最有力補(bǔ)充和完善，適用于后續(xù)所有具有全陣面收發(fā)定標(biāo)模式的雷達(dá)微波載荷，在整星階段，通過(guò)提取系統(tǒng)參考函數(shù)，利用雷達(dá)系統(tǒng)收發(fā)定標(biāo)數(shù)據(jù)，地面測(cè)試獲取的內(nèi)定標(biāo)器、天線輻射子陣以及天線定標(biāo)網(wǎng)絡(luò)誤差數(shù)據(jù)，可構(gòu)造出對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)收發(fā)通道幅相誤差進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膮⒖己瘮?shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)正常收發(fā)信號(hào)的更好匹配，進(jìn)一步提高成像性能，解決雷達(dá)系統(tǒng)幅相誤差對(duì)成像性能影響較大問(wèn)題，對(duì)提高雷達(dá)系統(tǒng)成像性能效果顯著。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種基于內(nèi)定標(biāo)數(shù)據(jù)的星載合成孔徑雷達(dá)參考函數(shù)獲取方法，其特征在于，所述基于內(nèi)定標(biāo)數(shù)據(jù)的星載合成孔徑雷達(dá)參考函數(shù)獲取方法包括以下步驟：

步驟一，獲取內(nèi)定標(biāo)器全陣面收發(fā)定標(biāo)通路、天線定標(biāo)網(wǎng)絡(luò)和天線子陣的幅相誤差數(shù)據(jù)；

步驟二，獲取雷達(dá)系統(tǒng)在指定工作帶寬和脈寬參數(shù)條件下，全陣面收發(fā)定標(biāo)數(shù)據(jù)；

步驟三，補(bǔ)償全陣面收發(fā)定標(biāo)數(shù)據(jù)中內(nèi)定標(biāo)器、定標(biāo)網(wǎng)絡(luò)和天線子陣的幅相誤差，獲取雷達(dá)收發(fā)復(fù)制信號(hào)，如下式：

其中，sreplica(f)為雷達(dá)收發(fā)復(fù)制信號(hào)的頻域，sinnercal(f)為全陣面收發(fā)定標(biāo)信號(hào)的頻域，hantenna(f)為天線子陣頻域傳輸特性，hscalor(f)為內(nèi)定標(biāo)器的頻域傳輸特性，hscalornet(f)為天線定標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的頻域傳輸特性；

步驟四，獲取雷達(dá)收發(fā)復(fù)制信號(hào)的幅頻特性，a(f)＝|sreplica(f)|，構(gòu)造雷達(dá)收發(fā)通道幅頻特性多項(xiàng)式模型如下式：

其中，f為頻率，n為模型階數(shù)，an為第n階模型的系數(shù)；

步驟五，獲取雷達(dá)收發(fā)復(fù)制信號(hào)的相頻特性，如下式：

其中，angle(·)為取角度，sstand(f)是標(biāo)準(zhǔn)線性調(diào)頻信號(hào)頻域；

構(gòu)造雷達(dá)收發(fā)通道相頻非理想特性多項(xiàng)式模型如下式：

其中，f為頻率，n為模型階數(shù)，為第n階模型的系數(shù)；

步驟六，利用雷達(dá)系統(tǒng)復(fù)制信號(hào)的幅相特性，構(gòu)造新的參考函數(shù)如下式：

其中，sstand(f)是標(biāo)準(zhǔn)線性調(diào)頻信號(hào)頻域模型，f為頻率，a(f)為復(fù)制信號(hào)幅頻特性模型，a0為模型a(f)的一階系數(shù)(常數(shù))，φ(f)為復(fù)制信號(hào)非理想相頻特性模型。

優(yōu)選地，所述基于內(nèi)定標(biāo)數(shù)據(jù)的星載合成孔徑雷達(dá)參考函數(shù)獲取方法采用的是雷達(dá)系統(tǒng)全陣面收發(fā)定標(biāo)數(shù)據(jù)，由于雷達(dá)系統(tǒng)全陣面收發(fā)定標(biāo)信號(hào)會(huì)經(jīng)過(guò)兩次天線定標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，因而在構(gòu)建雷達(dá)收發(fā)復(fù)制信號(hào)時(shí)，需校正兩次天線定標(biāo)網(wǎng)絡(luò)誤差數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述雷達(dá)系統(tǒng)正常收發(fā)信號(hào)會(huì)經(jīng)過(guò)大氣傳播和地面散射體作用，而全陣面收發(fā)定標(biāo)信號(hào)不會(huì)經(jīng)過(guò)上述歷程，由于大氣傳輸和地面散射體對(duì)雷達(dá)信號(hào)時(shí)頻特性影響較小，在構(gòu)造雷達(dá)收發(fā)復(fù)制信號(hào)時(shí)，忽略影響。

優(yōu)選地，所述模型中使用到的標(biāo)準(zhǔn)線性調(diào)頻信號(hào)的帶寬和脈寬與雷達(dá)全陣面收發(fā)定標(biāo)數(shù)據(jù)獲取時(shí)系統(tǒng)的工作帶寬和脈寬相同。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：本發(fā)明在雷達(dá)收發(fā)復(fù)制信號(hào)與實(shí)際收發(fā)信號(hào)特性一致性較好的情況下，利用參考函數(shù)進(jìn)行匹配處理，可獲得接近標(biāo)準(zhǔn)辛格函數(shù)的效果，對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)預(yù)失真處理的最有力補(bǔ)充和完善，適用于后續(xù)所有具有全陣面收發(fā)定標(biāo)模式的雷達(dá)微波載荷，在整星階段，通過(guò)提取系統(tǒng)參考函數(shù)，利用雷達(dá)系統(tǒng)收發(fā)定標(biāo)數(shù)據(jù)，地面測(cè)試獲取的內(nèi)定標(biāo)器、天線輻射子陣以及天線定標(biāo)網(wǎng)絡(luò)誤差數(shù)據(jù)，可構(gòu)造出對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)收發(fā)通道幅相誤差進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膮⒖己瘮?shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)正常收發(fā)信號(hào)的更好匹配，進(jìn)一步提高成像性能，解決雷達(dá)系統(tǒng)幅相誤差對(duì)成像性能影響較大問(wèn)題，對(duì)提高雷達(dá)系統(tǒng)成像性能效果顯著。

附圖說(shuō)明

通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1為本發(fā)明的流程示意圖。

圖2為雷達(dá)系統(tǒng)工作的原理示意圖。

圖3為雷達(dá)系統(tǒng)全陣面收發(fā)定標(biāo)信號(hào)的流程圖。

圖4為雷達(dá)系統(tǒng)正常收發(fā)系統(tǒng)的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示，本發(fā)明基于內(nèi)定標(biāo)數(shù)據(jù)的星載合成孔徑雷達(dá)參考函數(shù)獲取方法包括以下步驟：

步驟一，獲取內(nèi)定標(biāo)器全陣面收發(fā)定標(biāo)通路、天線定標(biāo)網(wǎng)絡(luò)和天線子陣的幅相誤差數(shù)據(jù)；

步驟二，獲取雷達(dá)系統(tǒng)在指定工作帶寬和脈寬參數(shù)條件下，全陣面收發(fā)定標(biāo)數(shù)據(jù)；

步驟三，補(bǔ)償全陣面收發(fā)定標(biāo)數(shù)據(jù)中內(nèi)定標(biāo)器、定標(biāo)網(wǎng)絡(luò)和天線子陣的幅相誤差，獲取雷達(dá)收發(fā)復(fù)制信號(hào)，如下式(1)：

其中，sreplica(f)為雷達(dá)收發(fā)復(fù)制信號(hào)的頻域，sinnercal(f)為全陣面收發(fā)定標(biāo)信號(hào)的頻域，hantenna(f)為天線子陣頻域傳輸特性，hscalor(f)為內(nèi)定標(biāo)器的頻域傳輸特性，hscalornet(f)為天線定標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的頻域傳輸特性；

步驟四，獲取雷達(dá)收發(fā)復(fù)制信號(hào)的幅頻特性，構(gòu)造雷達(dá)收發(fā)通道幅頻特性多項(xiàng)式模型，如下式(2)和(3)：

a(f)＝|sreplica(f)|(2)

其中，f為頻率，n為模型階數(shù)，an為第n階模型的系數(shù)；

步驟五，獲取雷達(dá)收發(fā)復(fù)制信號(hào)的相頻特性，如下式(4)：

其中，angle(·)為取角度，sstand(f)是標(biāo)準(zhǔn)線性調(diào)頻信號(hào)頻域；

構(gòu)造雷達(dá)收發(fā)通道相頻非理想特性多項(xiàng)式模型，如下式(5)：

其中，f為頻率，n為模型階數(shù)，為第n階模型的系數(shù)；

步驟六，利用雷達(dá)系統(tǒng)復(fù)制信號(hào)的幅相特性，構(gòu)造新的參考函數(shù)，如下式(6)：

其中，sstand(f)是標(biāo)準(zhǔn)線性調(diào)頻信號(hào)頻域模型，f為頻率，a(f)為復(fù)制信號(hào)幅頻特性模型，a0為模型a(f)的一階系數(shù)(常數(shù))，φ(f)為復(fù)制信號(hào)非理想相頻特性模型。

所述基于內(nèi)定標(biāo)數(shù)據(jù)的星載合成孔徑雷達(dá)參考函數(shù)獲取方法采用的是雷達(dá)系統(tǒng)全陣面收發(fā)定標(biāo)數(shù)據(jù)，由于雷達(dá)系統(tǒng)全陣面收發(fā)定標(biāo)信號(hào)會(huì)經(jīng)過(guò)兩次天線定標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，因而在構(gòu)建雷達(dá)收發(fā)復(fù)制信號(hào)時(shí)，需校正兩次天線定標(biāo)網(wǎng)絡(luò)誤差數(shù)據(jù)。

所述雷達(dá)系統(tǒng)正常收發(fā)信號(hào)會(huì)經(jīng)過(guò)大氣傳播和地面散射體作用，而全陣面收發(fā)定標(biāo)信號(hào)不會(huì)經(jīng)過(guò)上述歷程，由于大氣傳輸和地面散射體對(duì)雷達(dá)信號(hào)時(shí)頻特性影響較小，在構(gòu)造雷達(dá)收發(fā)復(fù)制信號(hào)時(shí)，忽略影響。

所述模型中使用到的標(biāo)準(zhǔn)線性調(diào)頻信號(hào)的帶寬和脈寬與雷達(dá)全陣面收發(fā)定標(biāo)數(shù)據(jù)獲取時(shí)系統(tǒng)的工作帶寬和脈寬相同。

如圖2至圖4所示，本實(shí)施例基于內(nèi)定標(biāo)數(shù)據(jù)的星載合成孔徑雷達(dá)參考函數(shù)獲取方法(實(shí)施例)具體包括以下步驟：

步驟一，地面測(cè)試獲取雷達(dá)系統(tǒng)中，內(nèi)定標(biāo)器全陣面收發(fā)定標(biāo)通路、天線內(nèi)定標(biāo)網(wǎng)絡(luò)(含射頻電纜)、天線輻射子陣的幅相誤差數(shù)據(jù)；

步驟二，在200mhz15us模式下，獲取雷達(dá)系統(tǒng)全陣面收發(fā)定標(biāo)數(shù)據(jù)；

步驟三，補(bǔ)償全陣面收發(fā)定標(biāo)數(shù)據(jù)中內(nèi)定標(biāo)器、定標(biāo)網(wǎng)絡(luò)和天線子陣的幅相誤差，獲取雷達(dá)收發(fā)復(fù)制信號(hào)，如下式(7)：

其中，sreplica(f)為雷達(dá)收發(fā)復(fù)制信號(hào)的頻域，sinnercal(f)為全陣面收發(fā)定標(biāo)信號(hào)的頻域，hantenna(f)為天線子陣頻域傳輸特性，hscalor(f)為內(nèi)定標(biāo)器的頻域傳輸特性，hscalornet(f)為天線定標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的頻域傳輸特性；

步驟四，獲取雷達(dá)收發(fā)復(fù)制信號(hào)的幅頻特性，構(gòu)造雷達(dá)收發(fā)通道幅頻特性多項(xiàng)式模型；

步驟五，獲取雷達(dá)收發(fā)復(fù)制信號(hào)的相頻特性，構(gòu)造雷達(dá)收發(fā)通道相頻非理想特性多項(xiàng)式模型；

步驟六，利用雷達(dá)系統(tǒng)復(fù)制信號(hào)的幅相特性，構(gòu)造新的參考函數(shù)，利用新構(gòu)造的參考函數(shù)對(duì)雷達(dá)收發(fā)信號(hào)進(jìn)行脈壓處理的結(jié)果，脈壓結(jié)果接近標(biāo)準(zhǔn)辛格函數(shù)波形。

綜上所述，本發(fā)明在雷達(dá)收發(fā)復(fù)制信號(hào)與實(shí)際收發(fā)信號(hào)特性一致性較好的情況下，利用參考函數(shù)進(jìn)行匹配處理，可獲得接近標(biāo)準(zhǔn)辛格函數(shù)的效果，對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)預(yù)失真處理的最有力補(bǔ)充和完善，適用于后續(xù)所有具有全陣面收發(fā)定標(biāo)模式的雷達(dá)微波載荷，在整星階段，通過(guò)提取系統(tǒng)參考函數(shù)，利用雷達(dá)系統(tǒng)收發(fā)定標(biāo)數(shù)據(jù)，地面測(cè)試獲取的內(nèi)定標(biāo)器、天線輻射子陣以及天線定標(biāo)網(wǎng)絡(luò)誤差數(shù)據(jù)，可構(gòu)造出對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)收發(fā)通道幅相誤差進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膮⒖己瘮?shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)正常收發(fā)信號(hào)的更好匹配，進(jìn)一步提高成像性能，解決雷達(dá)系統(tǒng)幅相誤差對(duì)成像性能影響較大問(wèn)題，對(duì)提高雷達(dá)系統(tǒng)成像性能效果顯著。

以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。