[发明专利]在轨SAR发射方位向方向图测试装置及性能评估方法

说明书

本发明提出了一种在轨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。本发明由于采用脉冲压缩，提高了信噪比。

技术领域

本发明属于合成孔径雷达（SAR）技术领域，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。

背景技术

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。

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制，对于较小信号无法获得信号幅度信息,信噪比较小。

发明内容

从星载SAR技术发展角度来看，通过地面测试装置获取在轨SAR系统方向图是整个系统设计开发过程的最终检查。针对在轨星载SAR系统方位向方向图获取，本发明提出了一种在轨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。由于采用脉冲压缩，进一步提高了信噪比。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种在轨SAR发射方位向方向图测试装置，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。