CN109884631A - 星载合成孔径雷达内定标数据处理的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种星载合成孔径雷达内定标数据处理的方法及系统，包括：激励信号源以及与所述激励信号源依次连接的功率放大器、环形器、发射接收器、第一耦合器、内定标器、第三耦合器以及接收设备；第二耦合器分别与所述激励信号源以及所述内定标器连接；所述环形器分别连接所述功率放大器、所述发射接收器以及接收设备；所述星载合成孔径雷达内定标数据处理单元系统根据设置的工作指令实现在不同定标模式下的切换，以获得与每一定标模式对应的相关性能参数，所述定标模式包括如下至少一种：发射定标模式、接收定标模式、收发定标模式、参考定标模式、噪声定标模式。

Description

星载合成孔径雷达内定标数据处理的方法及系统

技术领域

本发明实施例涉及星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)内定标技术领域，涉及但不限于一种星载合成孔径雷达内定标数据处理的方法及系统。

背景技术

在SAR发展的早期，遥感应用主要是从合成孔径雷达图像中获取目标的位置、形状和回波强度相对变化等方面的定性信息。随着SAR技术的不断发展，大量全天时全天候、高精度遥感数据的获取，使得SAR应用领域迅速扩展到包括海洋、森林、海冰监测、行星探测、地质、农作物、环境灾害监测和地形成像等许多方面。在这些应用中，都要求建立雷达图像强度与目标散射特性之间的定量关系。SAR定标技术是实现SAR定量遥感的关键技术，定标的目的是测量出影响SAR成像质量的各种不确定因素，在数据处理过程中去除其影响，建立图像强度与地物后向散射系数的精确关系。

定标可以分为内定标和外定标，内定标是利用系统内部设备将定标信号注入到雷达数据流中，监测雷达系统性能的过程，内定标是SAR系统正常工作过程中的一个组成部分，其数据与成像数据一起被记录和下传给地面处理器，内定标信号通路组成及其数据处理的方法是否正确，不仅关系到最终对SAR系统内定标精度的评定，而且是SAR系统实现定量遥感的关键环节。目前尚无具体阐述内定标数据处理方法的文献。

发明内容

为了解决现有存在的技术问题，本发明实施例期望提供一种SAR内定标数据处理的方法及系统，能够准确的对内定标数据进行处理，得到SAR对应的内定标性能指标。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例第一方面，提供了一种SAR内定标数据处理系统，包括：激励信号源以及与所述激励信号源依次连接的功率放大器、环形器、发射接收器、第一耦合器、内定标器、第三耦合器以及接收设备；第二耦合器分别与所述激励信号源以及所述内定标器连接；所述环形器分别连接所述功率放大器、所述发射接收器以及接收设备；所述SAR内定标数据处理单元系统根据设置的工作指令实现在不同定标模式下的切换，以获得与每一定标模式对应的相关性能参数，所述定标模式包括如下至少一种：发射定标模式、接收定标模式、收发定标模式、参考定标模式、噪声定标模式。

其中，所述定标模式包括发射定标模式；

在发射定标模式下，所述激励信号源产生的目标信号经所述功率放大器放大后，经所述环形器和所述发射接收器进入所述第一耦合器，经所述第一耦合器取样输入所述内定标器进行功率电平调整，经所述第三耦合器输入所述接收设备。

其中，所述定标模式包括接收定标模式；

在接收定标模式下，所述激励信号源产生的目标信号经所述第二耦合器取样输入所述内定标器进行功率电平调整，经所述第一耦合器、所述发射接收器、所述环形器输入所述接收设备。

其中，所述定标模式包括参考定标模式；

在参考定标模式下，所述激励信号源产生的目标信号经所述第二耦合器取样输入所述内定标器进行功率电平调整，经所述第三耦合器输入所述接收设备。

其中，所述定标模式包括收发定标模式；

在收发定标模式下，所述激励信号源产生的目标信号经所述功率放大器放大后，经所述环形器和所述发射接收器进入所述第一耦合器，经所述第一耦合器取样输入所述内定标器进行功率电平调整，经所述发射接收器、所述环形器输入所述接收设备。

其中，所述定标模式包括噪声定标模式；

在噪声定标模式下，所述激励信号源无输出信号，所述接收设备获取所述系统对应的噪声定标数据。

本发明实施例的第二方面，提供了一种采用本发明任一项所述的SAR内定标数据处理系统的SAR内定标数据处理方法，所述方法包括：

根据设置的工作指令依次对所述SAR内定标数据处理系统在相应定标模式下进行内定标；

基于所述内定标获得与每一所述定标模式对应的相关性能参数；

根据所述相关性能参数确定对应的内定标性能指标，所述内定标性能指标包括如下至少一种：总增益变化、接收通道动态范围、收发通道的幅相特性、发射激励信号、系统噪声功率电平。

其中，所述内定标性能指标包括总增益变化，所述根据所述相关性能参数确定对应的内定标性能指标，包括：

在无收发定标模式下，根据所述相关性能参数分别确定参考定标的幅度值、发射定标的幅度值以及接收定标的幅度值；基于所述参考定标的幅度值、所述发射定标的幅度值以及所述接收定标的幅度值确定总增益；根据所述总增益和总增益的初始值确定对应的总增益变化；或，

在有收发定标模式下，根据所述相关性能参数确定收发定标的幅度值；基于所述收发定标的幅度值确定总增益；根据所述总增益和总增益的初始值确定对应的总增益变化。

其中，所述内定标性能指标包括接收通道动态范围，所述根据所述相关性能参数确定对应的内定标性能指标，包括：

根据所述相关性能参数确定接收定标在每个衰减档的每一脉冲对应的峰值幅值；

基于所述每一脉冲对应的峰值幅值确定所述衰减档对应的幅度值；

基于所述衰减档对应的幅度值与衰减档的对应关系确定对应的接收通道动态范围。

其中，所述内定标性能指标包括收发通道的幅相特性，所述根据所述相关性能参数确定对应的内定标性能指标，包括：

在无收发定标模式下，根据所述相关性能参数分别确定参考定标的频域参考定标信号、发射定标的频域发射定标信号以及接收定标的频域接收定标信号；基于所述频域参考定标信号、所述频域发射定标信号以及所述频域接收定标信号分别确定频域参考定标信号的幅度和相位、频域发射定标信号的幅度和相位以及频域接收定标信号的幅度和相位；根据所述频域参考定标信号的幅度和相位、所述频域发射定标信号的幅度和相位以及所述频域接收定标信号的幅度和相位分别确定对应的收发通道的幅频特性和相频特性；或，

在有收发定标模式下，根据所述相关性能参数确定收发定标的频域收发定标信号；基于所述频域收发定标信号确定对应的收发通道的幅频特性和相频特性。

其中，所述内定标性能指标包括发射激励信号，所述根据所述相关性能参数确定对应的内定标性能指标，包括：

在无收发定标模式下，根据所述相关性能参数确定发射定标数据采样点序号以及所述发射定标数据采样点序号对应的发射定标信号实部和发射定标信号的虚部；

基于所述发射定标信号实部以及所述发射定标信号的虚部确定发射定标数据采样点序号对应的发射激励信号。

其中，所述内定标性能指标包括系统噪声功率电平，所述根据所述相关性能参数确定对应的内定标性能指标，包括：

根据所述相关性能参数确定噪声定标数据采样点序号以及每一所述噪声定标数据采样点对应的噪声数据的实部和噪声数据的虚部；

基于每一所述噪声数据的实部和所述噪声数据的虚部确定噪声数据的实部的方差和噪声数据的虚部的方差；

基于所述噪声数据的实部的方差和所述噪声数据的虚部的方差确定对应的系统噪声功率电平。

本发明实施例提供了一种SAR内定标数据处理的方法及系统，该系统包括：激励信号源以及与所述激励信号源依次连接的功率放大器、环形器、发射接收器、第一耦合器、内定标器、第三耦合器以及接收设备；第二耦合器分别与所述激励信号源以及所述内定标器连接；所述环形器分别连接所述功率放大器、所述发射接收器以及接收设备；所述星载合成孔径雷达内定标数据处理单元系统根据设置的工作指令实现在不同定标模式下的切换，以获得与每一定标模式对应的相关性能参数，所述定标模式包括如下至少一种：发射定标模式、接收定标模式、收发定标模式、参考定标模式、噪声定标模式，如此，能够准确的对内定标数据进行处理，得到SAR对应的内定标性能指标，保证了SAR内定标的全面性和精确性。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的SAR内定标数据处理系统的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的在发射定标模式的结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的在接收定标模式的结构示意图；

图4为本发明一实施例提供的在参考定标模式的结构示意图；

图5为本发明一实施例提供的在收发定标模式的结构示意图；

图6为本发明一实施例提供的SAR内定标数据处理方法的流程示意图；

图7为本发明一实施例提供的接收通道动态范围的示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，一种SAR内定标数据处理系统，包括：激励信号源11以及与所述激励信号源11依次连接的功率放大器12、环形器13、发射接收器14、第一耦合器15、内定标器16、第三耦合器17以及接收设备18；第二耦合器19分别与所述激励信号源11以及所述内定标器16连接；所述环形器13分别连接所述功率放大器12、所述发射接收器13以及接收设备18；所述SAR内定标数据处理单元系统根据设置的工作指令实现在不同定标模式下的切换，以获得与每一定标模式对应的相关性能参数，所述定标模式包括如下至少一种：发射定标模式、接收定标模式、收发定标模式、参考定标模式、噪声定标模式。所述SAR内定标数据处理单元系统通过根据设置的工作指令实现在不同定标模式下的切换，以获得与每一定标模式对应的相关性能参数，如此，能够准确的对内定标数据进行处理，得到SAR对应的内定标性能指标，保证了SAR内定标的全面性和精确性。

在一实施方式中，请参阅图2，所述定标模式包括发射定标模式；需要说明的是，图中虚线部分表示该定标模式的信号流向路径；

在发射定标模式下，所述激励信号源11产生的目标信号经所述功率放大器12放大后，经所述环形器13和所述发射接收器14进入所述第一耦合器15，经所述第一耦合器15取样输入所述内定标器16进行功率电平调整，经所述第三耦合器17输入所述接收设备18。

这里，在发射定标模式中，激励信号源11产生的目标信号经所述功率放大器12放大后，沿环形器13单方向环形至所述发射接收器14后，通过第一耦合器15耦合出一路小功率信号进入到内定标器16中，内定标器16对该信号进行功率电平调整切换至第三耦合器17，使内定标信号馈入接收设备18进行相应的处理。

在本申请上述实施方式中，所述激励信号源11产生的目标信号在发射定标模式下，最终输入接收设备18，并通过所述接收设备18采集发射定标模式下对应的相关性能参数。如此，实现对SAR发射通道功率的变化的监测。

在一实施方式中，请参阅图3，所述定标模式包括接收定标模式；需要说明的是，图中虚线部分为该定标模式的信号流向路径；

在接收定标模式下，所述激励信号源11产生的目标信号经所述第二耦合器19取样输入所述内定标器16进行功率电平调整，经所述第一耦合器15、所述发射接收器14、所述环形器13输入所述接收设备18。

这里，所述第二耦合器19取样是指耦合器将一路功率信号耦合出一路小功率信号。

在接收定标模式下，激励信号源11产生的目标信号经所述第二耦合器19取样输入所述内定标器16，所述内定标器16对该信号进行功率电平调整后切换至第一耦合器15，并经所述发射接收器14、所述环形器13，最终将内定标信号馈入所述接收设备18进行相应的处理。

在本申请上述实施方式中，所述激励信号源11产生的目标信号在接收定标模式下，最终输入接收设备18，并通过所述接收设备18采集接收定标模式下对应的相关性能参数。如此，实现测量SAR接收通道的动态范围，并监测该通道的性能及其变化。

在一实施方式中，请参阅图4，所述定标模式包括参考定标模式；需要说明的是，图中虚线部分为该定标模式的信号流向路径；

在参考定标模式下，所述激励信号源11产生的目标信号经所述第二耦合器19取样输入所述内定标器16进行功率电平调整，经所述第三耦合器17输入所述接收设备18。

这里，所述第二耦合器19取样是指耦合器将一路功率信号耦合出一路小功率信号。

在参考定标模式下，激励信号源11产生的目标信号经所述第二耦合器19取样输入所述内定标器16，所述内定标器16对该信号进行功率电平调整后切换至第三耦合器17，使内定标信号馈入接收设备18进行相应的处理。

在本申请上述实施方式中，所述激励信号源11产生的目标信号在参考定标模式下，最终输入接收设备18，并通过所述接收设备18采集参考定标模式下对应的相关性能参数。如此，实现对发射定标模式、接收定标模式的内定标数据进行校正。

在一实施方式中，若内定标采用延时定标方案，还可设计收发定标模式。请参阅图5，所述定标模式包括收发定标模式；需要说明的是，图中虚线部分为该定标模式的信号流向路径；

在收发定标模式下，所述激励信号源11产生的目标信号经所述功率放大器12放大后，经所述环形器13和所述发射接收器14进入所述第一耦合器15，经所述第一耦合器15取样输入所述内定标器16进行功率电平调整，经所述发射接收器14、所述环形器13输入所述接收设备18。

在发射定标模式中，激励信号源11产生的目标信号经所述功率放大器12放大后，沿环形器13单方向环形至所述发射接收器14后，通过第一耦合器15耦合出一路小功率信号进入到内定标器16中，内定标器16对该信号进行功率电平调整和时间延迟处理后切换至第一耦合器15，并经所述发射接收器14、所述环形器13，最终将内定标信号馈入所述接收设备18进行相应的处理。

在本申请上述实施方式中，所述激励信号源11产生的目标信号在收发定标模式下，最终输入接收设备18，并通过所述接收设备18采集收发定标模式下对应的相关性能参数。如此，实现对SAR收发通道的性能及其变化的监测。

在一实施方式中，所述定标模式包括噪声定标模式；

在噪声定标模式下，所述激励信号源11无输出信号，所述接收设备18获取所述系统对应的噪声定标数据。

在噪声定标模式下，内定标器16处于隔离状态，内定标信号和SAR回波信号都不能进入接收通道和接收设备18，在SAR内定标数据处理系统上电，所述激励信号源11无输出信号下，所述接收设备18获取所述系统对应的噪声定标数据。如此，实现了测量SAR系统噪声功率电平。

在另一实施方式中，请参阅图6，还提供了一种采用本发明中任一实施例所述的星载合成孔径雷达内定标数据处理系统的星载合成孔径雷达内定标数据处理方法，该方法包括如下步骤：

步骤101：根据设置的工作指令依次对所述星载合成孔径雷达内定标数据处理系统在相应定标模式下进行内定标；

设置的工作指令是指上注SAR工作指令包，一般设置在成像前后进行定标。这里，所述激励信号源11无输出信号时，进行噪声定标，然后在所述激励信号源11输出目标信号后，依次进行参考定标、接收定标和发射定标，若有收发定标通路，则进行收发定标，具体地，若内定标采用延时定标方案，则有收发定标。

步骤102：基于所述内定标获得与每一所述定标模式对应的相关性能参数；

相关性能参数包括参考定标模式下的幅度值、发射定标模式下的幅度值以及接收定标模式下的幅度值等。每一定标模式获得不同的对应该定标模式的相关性能参数。

步骤103：根据所述相关性能参数确定对应的内定标性能指标，所述内定标性能指标包括如下至少一种：总增益变化、接收通道动态范围、收发通道的幅相特性、发射激励信号、系统噪声功率电平。

根据所述相关性能参数确定对应的内定标性能指标是指可以根据所述相关性能参数中确定的参考定标模式下的幅度值、发射定标模式下的幅度值以及接收定标模式下的幅度值；基于所述参考定标模式下的幅度值、所述发射定标模式下的幅度值以及所述接收定标模式下的幅度值确定总增益；根据所述总增益和总增益的初始值确定对应的总增益变化。

在本申请上述实施方式中，根据设置的工作指令依次对所述星载合成孔径雷达内定标数据处理系统在相应定标模式下进行内定标；基于所述内定标获得与每一所述定标模式对应的相关性能参数；根据所述相关性能参数确定对应的内定标性能指标，所述内定标性能指标包括如下至少一种：总增益变化、接收通道动态范围、收发通道的幅相特性、发射激励信号、系统噪声功率电平。如此，能够准确的对内定标数据进行处理，得到SAR对应的内定标性能指标，保证了SAR内定标的全面性和精确性。

在一实施方式中，所述内定标性能指标包括总增益变化，所述根据所述相关性能参数确定对应的内定标性能指标，包括：

在无收发定标模式下，根据所述相关性能参数分别确定参考定标的幅度值、发射定标的幅度值以及接收定标的幅度值；基于所述参考定标的幅度值、所述发射定标的幅度值以及所述接收定标的幅度值确定总增益；根据所述总增益和总增益的初始值确定对应的总增益变化；或，

在有收发定标模式下，根据所述相关性能参数确定收发定标的幅度值；基于所述收发定标的幅度值确定总增益；根据所述总增益和总增益的初始值确定对应的总增益变化。

在无收发定标模式下，根据设置的工作指令依次进行参考定标、接收定标和发射定标，在有收发定标通路，则进行收发定标，并记录相关性能参数，根据所述相关性能参数确定对应的总增益变化。具体地，

1)无收发定标时的总增益；

设SAR第n次内定标获得的参考定标数据脉冲压缩处理后，第k个脉冲对应的峰值幅值为I_c,n,k。则将所有参考定标脉冲的峰值幅值求平均，参见公式1，即可得到第n次内定标参考定标信号的幅度值如下：

式(1)中：

I_c,n——第n次内定标参考定标信号的幅度值；

I_c,n,k——第n次内定标参考定标信号第k个脉冲压缩后峰值幅值；

K——参考定标脉冲的总个数；

k——参考定标的第k个脉冲。

参见公式2和公式3，采用上述相同方式，得到第n次内定标接收定标和发射定标信号的幅度值如下；

式(2)中：

I_r,n——第n次内定标接收定标信号的幅度值；

I_r,n,k——第n次内定标接收定标信号第k个脉冲压缩后的峰值幅值。

式(3)中：

I_t,n——第n次内定标发射定标信号的幅度值；

I_t,n,k——第n次内定标发射定标信号第k个脉冲压缩后的峰值幅值。

参见公式4，则第n次内定标时测得的SAR总增益(一般不考虑噪声电平的影响)可以表示为：

式中：

G_n,1——无收发定标时，第n次内定标测得的SAR总增益。

2)有收发定标时的总增益；

设SAR第n次内定标获得的收发定标数据脉冲压缩处理后，第k个脉冲对应的峰值幅值为I_tr,n,k。则将所有收发定标脉冲的峰值幅值求平均，请参见公式5，即可得到第n次内定标收发定标信号的幅度值：

式(5)中：

I_tr,n——第n次内定标收发定标信号的幅度值；

I_tr,n,k——第n次内定标收发定标信号第k个脉冲压缩后的峰值幅值。

参见公式6，则第n次内定标时测得的SAR总增益(一般不考虑噪声电平的影响)可以表示为：

G_n,2＝20lgI_tr,n (6)

式(6)中：

G_n,2——有收发定标时，第n次内定标测得的SAR总增益。

3)总增益相对变化量

这里，一般设SAR卫星发射入轨第一次开机或最近一次外定标过程中进行内定标测得的SAR总增益为其初始值G₀，参见公式7，则第n次内定标测得的SAR总增益的相对变化量为：

ΔG_n＝G_n-G₀ (7)

式(7)中：

ΔG_n——第n次内定标测得的SAR总增益相对变化量；

G_n——无收发定标模式时为公式4的G_n,1，有收发定标模式时为公式6的G_n,2；

G₀——SAR总增益的初始值。

通常将每次SAR成像时首尾定标获得的两个ΔG_n值求平均后，作为此次成像的总增益相对变化量，如此实现对该次成像的增益变化的修正。

在一实施方式中，所述内定标性能指标包括接收通道动态范围，所述根据所述相关性能参数确定对应的内定标性能指标，包括：

根据所述相关性能参数确定接收定标在每个衰减档的每一脉冲对应的峰值幅值；

基于所述每一脉冲对应的峰值幅值确定所述衰减档对应的幅度值；

基于所述衰减档对应的幅度值与衰减档的对应关系确定对应的接收通道动态范围。

根据设置的工作指令进行接收定标，一般设置在成像前后进行定标，根据所述相关性能参数确定接收定标在每个衰减档的每一脉冲对应的峰值幅值是指设置内定标器16步进衰减，并获取每个衰减档的每一脉冲对应的峰值幅值，根据所述峰值幅值确定对应的接收通道动态范围。具体地，

接收定标数据脉冲压缩处理后，第x个衰减档中第k个脉冲对应的峰值幅值为I_r,x,k，则将每个衰减档所有定标脉冲的峰值幅值求平均，参见公式8，即可得到每个衰减档信号的幅度值：

式(8)中：

I_r,x——接收定标第x个衰减档信号的幅值；

I_r,x,k——接收定标第x个衰减档中第k个脉冲压缩后的峰值幅值；

x——接收定标的第x个衰减档；

K——每个衰减档的脉冲总个数；

k——每个衰减档的第k个脉冲。

这里，将每个台阶幅值I_r,x换算成dB值后作为纵坐标、横坐标为衰减步距，按照台阶顺序将数据连接并拟合成光滑曲线，如图7所示。图中理论曲线是与横坐标成45°的直线，在图中找出接近饱和时低于理论曲线1dB所对应的横坐标，则图中所示的D即为SAR接收通道的线性动态范围。

在一实施方式中，所述内定标性能指标包括收发通道的幅相特性，所述根据所述相关性能参数确定对应的内定标性能指标，包括：

在无收发定标模式下，根据所述相关性能参数分别确定参考定标的频域参考定标信号、发射定标的频域发射定标信号以及接收定标的频域接收定标信号；基于所述频域参考定标信号、所述频域发射定标信号以及所述频域接收定标信号分别确定频域参考定标信号的幅度和相位、频域发射定标信号的幅度和相位以及频域接收定标信号的幅度和相位；根据所述频域参考定标信号的幅度和相位、所述频域发射定标信号的幅度和相位以及所述频域接收定标信号的幅度和相位分别确定对应的收发通道的幅频特性和相频特性；或，

在有收发定标模式下，根据所述相关性能参数确定收发定标的频域收发定标信号；基于所述频域收发定标信号确定对应的收发通道的幅频特性和相频特性。

在无收发定标模式下，根据设置的工作指令依次进行参考定标、接收定标和发射定标，在有收发定标通路，则进行收发定标，并记录相关性能参数，根据所述相关性能参数确定对应的收发通道的幅频特性和相频特性。具体地，

1)无收发定标时的收发通道幅相特性；

将参考定标信号变换到频域，参见公式9，可表示为：

U_c(f)＝A_c(f)exp[jφ_c(f)] (9)

式(9)中：

U_c(f)——频域参考定标信号；

A_c(f)——频域参考定标信号的幅度；

φ_c(f)——频域参考定标信号的相位。

将接收定标信号变换到频域，参见公式10，可表示为：

U_r(f)＝A_r(f)exp[jφ_r(f)] (10)

式(10)中：

U_r(f)——频域接收定标信号；

A_r(f)——频域接收定标信号的幅度；

φ_r(f)——频域接收定标信号的相位。

将发射定标信号变换到频域，参见公式11，可表示为：

U_t(f)＝A_t(f)exp[jφ_t(f)] (11)

式(11)中：

U_t(f)——频域发射定标信号；

A_t(f)——频域发射定标信号的幅度；

φ_t(f)——频域发射定标信号的相位。

参见公式12，则整个SAR收发通道的幅频特性表示为：

式(12)中：

A_tr,1(f)——无收发定标时，SAR收发通道的幅频特性。

参见公式13，则整个SAR收发通道的相频特性表示为：

φ_tr,1(f)＝φ_r(f)+φ_t(f)-φ_c(f) (13)

式(13)中：

φ_tr,1(f)——无收发定标时，SAR收发通道的相频特性。

2)有收发定标时的收发通道幅相特性；

将收发定标信号变换到频域，参见公式14，可表示为：

U_tr(f)＝A_tr,2(f)exp[jφ_tr,2(f)] (14)

式(14)中：

U_tr(f)——频域收发定标信号；

A_tr,2(f)——频域收发定标信号的幅度，即有收发定标时SAR收发通道的幅频特性；

φ_tr,2(f)——频域收发定标信号的相位，即有收发定标时SAR收发通道的相频特性。

在一实施方式中，所述内定标性能指标包括发射激励信号，所述根据所述相关性能参数确定对应的内定标性能指标，包括：

在无收发定标模式下，根据所述相关性能参数确定发射定标数据采样点序号以及所述发射定标数据采样点序号对应的发射定标信号实部和发射定标信号的虚部；

基于所述发射定标信号实部以及所述发射定标信号的虚部确定发射定标数据采样点序号对应的发射激励信号。

根据设置的工作指令进行发射定标，一般设置在成像前后进行定标，根据所述相关性能参数确定对应的发射激励信号。具体地，

提取发射定标数据，参见公式15，并将其表示为：

u_t(m)＝I_t(m)+jQ_t(m) (15)

式(15)中：

u_t——SAR发射激励信号；

m——发射定标数据采样点序号；

I_t——发射定标信号的实部；

Q_t——发射定标信号的虚部。

在一实施方式中，所述内定标性能指标包括系统噪声功率电平，所述根据所述相关性能参数确定对应的内定标性能指标，包括：

根据所述相关性能参数确定噪声定标数据采样点序号以及每一所述噪声定标数据采样点对应的噪声数据的实部和噪声数据的虚部；

基于每一所述噪声数据的实部和所述噪声数据的虚部确定噪声数据的实部的方差和噪声数据的虚部的方差；

基于所述噪声数据的实部的方差和所述噪声数据的虚部的方差确定对应的系统噪声功率电平。

根据设置的工作指令进行噪声定标，一般设置在成像前后进行定标，根据所述相关性能参数确定对应的系统噪声功率电平。具体地，

提取噪声定标数据，参见公式16，,将其表示为：

d_N(m)＝I_N(m)+jQ_N(m) (16)

式(16)中：

d_N——噪声定标信号；

m——噪声定标数据采样点序号；

I_N——噪声数据的实部；

Q_N——噪声数据的虚部。

参见公式17，则系统噪声功率电平为：

参见公式18-21，其中：

式中：

P_N——系统噪声功率电平；

——噪声数据实部的方差；

——噪声数据虚部的方差；

M——噪声定标数据采样点数；

——噪声数据实部的均值；

——噪声数据虚部的均值。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种星载合成孔径雷达内定标数据处理系统，其特征在于，包括：激励信号源以及与所述激励信号源依次连接的功率放大器、环形器、发射接收器、第一耦合器、内定标器、第三耦合器以及接收设备；第二耦合器分别与所述激励信号源以及所述内定标器连接；所述环形器分别连接所述功率放大器、所述发射接收器以及接收设备；所述星载合成孔径雷达内定标数据处理单元系统根据设置的工作指令实现在不同定标模式下的切换，以获得与每一定标模式对应的相关性能参数，所述定标模式包括如下至少一种：发射定标模式、接收定标模式、收发定标模式、参考定标模式、噪声定标模式。

2.如权利要求1所述的星载合成孔径雷达内定标数据处理单元系统，其特征在于，所述定标模式包括发射定标模式；

在发射定标模式下，所述激励信号源产生的目标信号经所述功率放大器放大后，经所述环形器和所述发射接收器进入所述第一耦合器，经所述第一耦合器取样输入所述内定标器进行功率电平调整，经所述第三耦合器输入所述接收设备。

3.如权利要求1所述的星载合成孔径雷达内定标数据处理单元系统，其特征在于，所述定标模式包括接收定标模式；

在接收定标模式下，所述激励信号源产生的目标信号经所述第二耦合器取样输入所述内定标器进行功率电平调整，经所述第一耦合器、所述发射接收器、所述环形器输入所述接收设备。

4.如权利要求1所述的星载合成孔径雷达内定标数据处理单元系统，其特征在于，所述定标模式包括参考定标模式；

在参考定标模式下，所述激励信号源产生的目标信号经所述第二耦合器取样输入所述内定标器进行功率电平调整，经所述第三耦合器输入所述接收设备。

5.如权利要求1所述的星载合成孔径雷达内定标数据处理单元系统，其特征在于，所述定标模式包括收发定标模式；

在收发定标模式下，所述激励信号源产生的目标信号经所述功率放大器放大后，经所述环形器和所述发射接收器进入所述第一耦合器，经所述第一耦合器取样输入所述内定标器进行功率电平调整，经所述发射接收器、所述环形器输入所述接收设备。

6.如权利要求1所述的星载合成孔径雷达内定标数据处理单元系统，其特征在于，所述定标模式包括噪声定标模式；

在噪声定标模式下，所述激励信号源无输出信号，所述接收设备获取所述系统对应的噪声定标数据。

7.一种采用如权利要求1至6中任一项所述的星载合成孔径雷达内定标数据处理系统的星载合成孔径雷达内定标数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：

根据设置的工作指令依次对所述星载合成孔径雷达内定标数据处理系统在相应定标模式下进行内定标；

基于所述内定标获得与每一所述定标模式对应的相关性能参数；

根据所述相关性能参数确定对应的内定标性能指标，所述内定标性能指标包括如下至少一种：总增益变化、接收通道动态范围、收发通道的幅相特性、发射激励信号、系统噪声功率电平。

8.如权利要求7所述的内定标数据处理方法，其特征在于，所述内定标性能指标包括总增益变化，所述根据所述相关性能参数确定对应的内定标性能指标，包括：

在无收发定标模式下，根据所述相关性能参数分别确定参考定标的幅度值、发射定标的幅度值以及接收定标的幅度值；基于所述参考定标的幅度值、所述发射定标的幅度值以及所述接收定标的幅度值确定总增益；根据所述总增益和总增益的初始值确定对应的总增益变化；或，

在有收发定标模式下，根据所述相关性能参数确定收发定标的幅度值；基于所述收发定标的幅度值确定总增益；根据所述总增益和总增益的初始值确定对应的总增益变化。

9.如权利要求7所述的内定标数据处理方法，其特征在于，所述内定标性能指标包括接收通道动态范围，所述根据所述相关性能参数确定对应的内定标性能指标，包括：

根据所述相关性能参数确定接收定标在每个衰减档的每一脉冲对应的峰值幅值；

基于所述每一脉冲对应的峰值幅值确定所述衰减档对应的幅度值；

基于所述衰减档对应的幅度值与衰减档的对应关系确定对应的接收通道动态范围。

10.如权利要求7所述的内定标数据处理方法，其特征在于，所述内定标性能指标包括收发通道的幅相特性，所述根据所述相关性能参数确定对应的内定标性能指标，包括：

在无收发定标模式下，根据所述相关性能参数分别确定参考定标的频域参考定标信号、发射定标的频域发射定标信号以及接收定标的频域接收定标信号；基于所述频域参考定标信号、所述频域发射定标信号以及所述频域接收定标信号分别确定频域参考定标信号的幅度和相位、频域发射定标信号的幅度和相位以及频域接收定标信号的幅度和相位；根据所述频域参考定标信号的幅度和相位、所述频域发射定标信号的幅度和相位以及所述频域接收定标信号的幅度和相位分别确定对应的收发通道的幅频特性和相频特性；或，

在有收发定标模式下，根据所述相关性能参数确定收发定标的频域收发定标信号；基于所述频域收发定标信号确定对应的收发通道的幅频特性和相频特性。

11.如权利要求7所述的内定标数据处理方法，其特征在于，所述内定标性能指标包括发射激励信号，所述根据所述相关性能参数确定对应的内定标性能指标，包括：

在无收发定标模式下，根据所述相关性能参数确定发射定标数据采样点序号以及所述发射定标数据采样点序号对应的发射定标信号实部和发射定标信号的虚部；

基于所述发射定标信号实部以及所述发射定标信号的虚部确定发射定标数据采样点序号对应的发射激励信号。

12.如权利要求7所述的内定标数据处理方法，其特征在于，所述内定标性能指标包括系统噪声功率电平，所述根据所述相关性能参数确定对应的内定标性能指标，包括：

根据所述相关性能参数确定噪声定标数据采样点序号以及每一所述噪声定标数据采样点对应的噪声数据的实部和噪声数据的虚部；

基于每一所述噪声数据的实部和所述噪声数据的虚部确定噪声数据的实部的方差和噪声数据的虚部的方差；

基于所述噪声数据的实部的方差和所述噪声数据的虚部的方差确定对应的系统噪声功率电平。