CN116609742A - 基于实时地图反演sar回波模拟与干扰评估方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种基于实时地图反演SAR回波模拟与干扰评估方法及系统，其中基于实时地图反演SAR回波模拟方法包括：进行SAR回波模拟场景规划，并通过实时进行推演计算，获取SAR回波模拟场景的后向散射系数；获取待测试SAR雷达辐射的雷达射频信号，基于所述雷达射频信号生成雷达基带信号；利用所述雷达基带信号与所述后向散射系数进行卷积，生成SAR回波基带信号；基于所述SAR回波基带信号生成SAR回波射频信号，将所述SAR回波射频信号辐射至SAR雷达设备以进行雷达SAR功能测试。以解决现有技术中需要实际试飞来验证SAR雷达系统与算法的有效性，造成效费比低的问题。
Description
技术领域
本申请涉及雷达信号处理技术领域，具体涉及一种基于实时地图反演SAR回波模拟与干扰评估方法及系统。
背景技术
合成孔径雷达具备全天时、全天候、高分辨率成像等特点，利用较小的天线孔径与平台运动，结合脉冲压缩技术与信号处理技术，实现距离维与方位维的高分辨率成像，广泛用于军事监视侦察、民用测绘遥感等领域，但对于机载SAR雷达的研制，需要实际试飞来验证SAR雷达系统与算法的有效性，效费比低，因此需要有相应的实时SAR回波模拟方法来检验雷达功能与性能。同时，为验证电子战装备的干扰性能，需要模拟方法能辐射雷达信号并根据真实场景叠加实时接收的干扰信号。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种基于实时地图反演SAR回波模拟与干扰评估方法及系统，用以解决现有技术中需要实际试飞来验证SAR雷达系统与算法的有效性或者验证电子战装备的干扰性能，造成效费比低的问题。
为实现上述目的，本申请实施例提供一种基于实时地图反演SAR回波模拟方法，包括：进行SAR回波模拟场景规划，并通过实时进行推演计算，获取SAR回波模拟场景的后向散射系数；
获取待测试SAR雷达辐射的雷达射频信号，基于所述雷达射频信号生成雷达基带信号；
利用所述雷达基带信号与所述后向散射系数进行卷积，生成SAR回波基带信号；
基于所述SAR回波基带信号生成SAR回波射频信号，将所述SAR回波射频信号辐射至SAR雷达设备以进行雷达SAR功能测试。
可选地，所述场景规划包括平台运动路线规划和雷达工作状态信息，平台运动路线规划包括雷达运动平台的运动位置信息、姿态信息、速度信息，雷达工作状态信息包括辐射波形的载频信息fc、脉宽Tr、脉冲重复周期PRF、带宽Br、方位向点数Na、距离向点数Nr和波束扫描信息。
可选地，所述进行SAR回波模拟场景规划，并通过实时进行推演计算，获取SAR回波模拟场景的后向散射系数，包括：
根据所述场景规划中的雷达运动平台的各类信息与波束扫描信息，通过按照时间步长的实时计算，获取所述后向散射系数。
可选地，基于所述雷达射频信号生成雷达基带信号，包括：
对所述雷达射频信号进行射频下变频生成雷达中频信号，将所述雷达中频信号进行数字下变频生成所述雷达基带信号；
基于所述SAR回波基带信号生成SAR回波射频信号，包括：
将所述SAR回波基带信号进行数字上变频生成SAR回波中频信号，将所述SAR回波中频信号进行射频上变频生成所述SAR回波射频信号。
为实现上述目的，本申请实施例还提供一种基于实时地图反演SAR干扰评估方法，包括：进行SAR场景规划，并通过实时进行推演计算，获取SAR场景的后向散射系数；
根据所述SAR场景初始化的预处理参数，获取回波，将所述回波与所述后向散射系数进行二维卷积，生成SAR回波；
获取电子战设备发出的SAR干扰射频信号，基于所述SAR干扰射频信号生成SAR干扰基带信号；
将所述SAR干扰基带信号进行距离迁移换算，之后与所述SAR回波进行叠加，并进行RD成像处理，生成受干扰后的雷达SAR成像图像，以评估受干扰状态下的SAR成像效果。
可选地，所述进行SAR场景规划，并通过实时进行推演计算，获取SAR场景的后向散射系数，包括：
根据所述场景规划中的雷达运动平台的各类信息与波束扫描信息，通过按照时间步长的实时计算，获取所述后向散射系数。
可选地，所述根据所述SAR场景初始化的预处理参数，获取回波，将所述回波与所述后向散射系数进行二维卷积，生成SAR回波，包括：
根据所述SAR场景初始化的预处理参数，生成方位向基础序列与距离向基础序列，并将所述方位向基础序列与距离向基础序列扩展为方位向扩展矩阵与距离向扩展矩阵；
利用所述方位向扩展矩阵与距离向扩展矩阵计算发射目标斜距与接收目标斜距，并相加合成总斜距，同时利用所述总斜距计算时间延时；
利用所述时间延时计算相位变化，同时计算所述回波；
将所述回波与所述后向散射系数进行二维卷积，生成所述SAR回波。
可选地，所述获取电子战设备发出的SAR干扰射频信号，包括：
获取SAR雷达辐射波形参数，根据所述SAR雷达辐射波形参数生成SAR雷达射频信号，将所述雷达射频信号发送至所述电子战设备，以使所述电子战设备根据接收的所述SAR雷达射频信号，产生所述SAR干扰射频信号并发出。
为实现上述目的，本申请还提供一种基于实时地图反演SAR回波模拟与干扰评估系统，包括：
显示控制上位机以及通过相连接的VPX机箱，其中，显示控制上位机包括场景规划模块、态势推演计算模块、系统参数设置模块和干扰评估模块，VPX机箱包括SAR回波模拟模块、主控模块、基带处理模块、射频上变频模块和射频下变频模块；
当系统用于SAR回波模拟功能时：
场景规划模块，用于对试验的场景进行规划，场景规划包括平台运动路线规划和雷达工作状态信息；
态势推演计算模块，用于基于场景规划，按照时间步长实时计算场景后向散射系数；
射频下变频模块，用于接收测试SAR雷达辐射的雷达射频信号，并进行射频下变频生成雷达中频信号；
基带处理模块，用于将雷达中频信号进行数字下变频生成雷达基带信号；
SAR回波模拟模块，用于利用雷达基带信号与场景后向散射系数进行卷积生成SAR回波基带信号，发送给基带处理模块将SAR回波基带信号进行数字上变频生成SAR回波中频信号；
射频上变频模块，用于将SAR回波中频信号进行射频上变频生成SAR回波射频信号；
当系统用于SAR干扰评估功能时：
场景规划模块，用于对试验的场景进行规划，场景规划包括平台运动路线规划和雷达工作状态信息；
态势推演计算模块，用于基于场景规划，按照时间步长实时计算场景后向散射系数；
SAR回波模拟模块，用于根据SAR场景初始化的预处理参数，获取回波，将所述回波与所述后向散射系数进行二维卷积，生成SAR回波；
射频下变频模块，用于将接收的SAR干扰射频信号进行射频下变频至SAR干扰中频信号；
基带处理模块，用于将SAR干扰中频信号进行数字下变频生成SAR干扰基带信号，并传输至SAR回波模拟模块，使SAR回波模拟模块将SAR干扰基带信号进行距离迁动换算，之后与所述SAR回波进行叠加，并进行RD成像处理，生成受干扰后的雷达SAR成像图像，以评估受干扰状态下的SAR成像效果。
为实现上述目的，本申请还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其中所述计算机程序被机器执行时实现如上所述的方法的步骤。
本申请实施例具有如下优点：
本申请实施例提供一种基于实时地图反演SAR回波模拟方法，包括：进行SAR回波模拟场景规划，并通过实时进行推演计算，获取SAR回波模拟场景的后向散射系数；获取待测试SAR雷达辐射的雷达射频信号，基于所述雷达射频信号生成雷达基带信号；利用所述雷达基带信号与所述后向散射系数进行卷积，生成SAR回波基带信号；基于所述SAR回波基带信号生成SAR回波射频信号，将所述SAR回波射频信号辐射至SAR雷达设备以进行雷达SAR功能测试。以及，一种基于实时地图反演SAR干扰评估方法，包括：进行SAR场景规划，并通过实时进行推演计算，获取SAR场景的后向散射系数；根据所述SAR场景初始化的预处理参数，获取回波，将所述回波与所述后向散射系数进行二维卷积，生成SAR回波；获取电子战设备发出的SAR干扰射频信号，基于所述SAR干扰射频信号生成SAR干扰基带信号；将所述SAR干扰基带信号进行距离迁移换算，之后与所述SAR回波进行叠加，并进行RD成像处理，生成受干扰后的雷达SAR成像图像，以评估受干扰状态下的SAR成像效果。
通过上述方法，实时生成基于场景的回波数据，验证SAR雷达功能与性能。或者，通过接收实际对抗装备的干扰数据，同时根据场景对干扰信号进行等效叠加，并可以根据SAR辐射波形，对干扰信号进行距离徙动因素的换算，将干扰真实地叠加至SAR回波信号中，实现对电子对抗装备的功能性能评估。解决了现有技术中需要实际试飞来验证SAR雷达系统与算法的有效性或者验证电子战装备的干扰性能，造成效费比低的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
图1为本申请实施例提供的一种基于实时地图反演SAR回波模拟方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的一种基于实时地图反演SAR回波模拟与干扰评估系统的系统架构图；
图3为本申请实施例提供的一种基于实时地图反演SAR回波模拟方法的SAR回波模拟与雷达性能验证流程图；
图4为本申请实施例提供的一种基于实时地图反演SAR回波模拟方法的基于场景地图信息实时SAR回波模拟流程图；
图5为本申请实施例提供的一种基于实时地图反演SAR回波模拟方法的SAR回波模拟程序流程图；
图6为本申请实施例提供的一种基于实时地图反演SAR回波模拟方法的SAR回波模拟程序流程对应的功能流程图；
图7为本申请实施例提供的一种基于实时地图反演SAR干扰评估方法的流程图；
图8为本申请实施例提供的SAR回波模拟与干扰评估流程图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本申请一实施例提供一种基于实时地图反演SAR回波模拟方法，参考图1和图2，图1为本申请的一实施方式中提供的一种基于实时地图反演SAR回波模拟方法的流程图，图2为本申请实施例提供的一种基于实时地图反演SAR回波模拟与干扰评估系统的系统架构图，应当理解的是，该方法还可以包括未示出的附加框和/或可以省略所示出的框，本申请的范围在此方面不受限制。
在步骤101处，进行SAR回波模拟场景规划，并通过实时进行推演计算，获取SAR回波模拟场景的后向散射系数。
在一些实施例中，所述场景规划包括平台运动路线规划和雷达工作状态信息，平台运动路线规划包括雷达运动平台的运动位置信息、姿态信息、速度信息，雷达工作状态信息包括辐射波形的载频信息fc、脉宽Tr、脉冲重复周期PRF、带宽Br、方位向点数Na、距离向点数Nr和波束扫描信息。
在一些实施例中，所述进行SAR回波模拟场景规划，并通过实时进行推演计算，获取SAR回波模拟场景的后向散射系数，包括：
根据所述场景规划中的雷达运动平台的各类信息与波束扫描信息，通过按照时间步长的实时计算，获取所述后向散射系数。
具体地，利用显示控制上位机，进行场景规划与等效计算场景回波信息，可以理解的是场景规划包括雷达运动平台的运动位置信息、姿态信息、速度信息，以及雷达的工作参数信息包括辐射波形的载频信息fc、脉宽Tr、脉冲重复周期PRF、带宽Br、方位向点数Na、距离向点数Nr、波束扫描信息，并根据雷达运动平台的各类信息与波束扫描信息实时计算场景后向散射系数scene_image。
在步骤102处，获取待测试SAR雷达辐射的雷达射频信号，基于所述雷达射频信号生成雷达基带信号。
在一些实施例中，基于所述雷达射频信号生成雷达基带信号，包括：
对所述雷达射频信号进行射频下变频生成雷达中频信号，将所述雷达中频信号进行数字下变频生成所述雷达基带信号。
具体地，射频下变频模块接收测试SAR雷达辐射的雷达射频信号，并进行射频下变频生成雷达中频信号；基带处理模块将雷达中频信号进行数字下变频生成雷达基带信号。
在步骤103处，利用所述雷达基带信号与所述后向散射系数进行卷积，生成SAR回波基带信号。
具体地，SAR回波模拟模块利用雷达基带信号与场景后向散射系数进行卷积生成SAR回波基带信号。
SAR回波模拟模块（GPU）采用CUDA并行处理，同时利用离散傅里叶变换与离散傅里叶变换实现卷积运算的加速，实现大场景SAR基带回波的实时模拟。
在步骤104处，基于所述SAR回波基带信号生成SAR回波射频信号，将所述SAR回波射频信号辐射至SAR雷达设备以进行雷达SAR功能测试。
在一些实施例中，基于所述SAR回波基带信号生成SAR回波射频信号，包括：
将所述SAR回波基带信号进行数字上变频生成SAR回波中频信号，将所述SAR回波中频信号进行射频上变频生成所述SAR回波射频信号。
具体地，基带处理模块将SAR回波基带信号进行数字上变频生成SAR回波中频信号；射频上变频模块将SAR回波中频信号进行射频上变频生成SAR回波射频信号；将SAR回波射频信号辐射至SAR雷达设备进行雷达SAR功能测试，即利用SAR成像处理，进行雷达性能验证，参考图3和图4。
SAR回波模拟程序流程参考图5，SAR回波模拟程序流程对应的功能流程参考图6。
本申请一实施例提供一种基于实时地图反演SAR干扰评估方法，参考图7，图7为本申请的一实施方式中提供的一种基于实时地图反演SAR干扰评估方法的流程图，应当理解的是，该方法还可以包括未示出的附加框和/或可以省略所示出的框，本申请的范围在此方面不受限制。
在步骤201处，进行SAR场景规划，并通过实时进行推演计算，获取SAR场景的后向散射系数。
在一些实施例中，所述进行SAR场景规划，并通过实时进行推演计算，获取SAR场景的后向散射系数，包括：
根据所述场景规划中的雷达运动平台的各类信息与波束扫描信息，通过按照时间步长的实时计算，获取所述后向散射系数。
具体地，利用显示控制上位机，进行场景规划与等效计算场景回波信息，可以理解的是场景规划包括雷达运动平台的运动位置信息、姿态信息、速度信息，以及雷达的工作参数信息包括辐射波形的载频信息fc、脉宽Tr、脉冲重复周期PRF、带宽Br、方位向点数Na、距离向点数Nr、波束扫描信息，并根据雷达运动平台的各类信息与波束扫描信息实时计算场景后向散射系数scene_image。
在步骤202处，根据所述SAR场景初始化的预处理参数，获取回波，将所述回波与所述后向散射系数进行二维卷积，生成SAR回波。
在一些实施例中，所述根据所述SAR场景初始化的预处理参数，获取回波，将所述回波与所述后向散射系数进行二维卷积，生成SAR回波，包括：
根据所述SAR场景初始化的预处理参数，生成方位向基础序列与距离向基础序列，并将所述方位向基础序列与距离向基础序列扩展为方位向扩展矩阵与距离向扩展矩阵；
利用所述方位向扩展矩阵与距离向扩展矩阵计算发射目标斜距与接收目标斜距，并相加合成总斜距，同时利用所述总斜距计算时间延时；
利用所述时间延时计算相位变化，同时计算所述回波；
将所述回波与所述后向散射系数进行二维卷积，生成所述SAR回波。
具体地，基于GPU的SAR回波模拟实时模拟方法，包括：1）根据场景初始化预处理参数，包含场景规划实时解算的平台运动参数与地图信息InitData = [scene_image,thetaT, fc, X0，R0，Na, Nr, Rtc, Tr, Br, V, PRF，fs]，其中，场景后向散射系数scene_image，运动平台波束斜视角thetaT，载频fc，X0为场景方位中心，R0为场景距离中心，方位向点数Na，距离向点数Nr，飞行斜距Rtc，发射脉宽Tr，发射带宽Br,飞行速度V，脉冲重复周期PRF，fs为采样率；
2）根据预处理参数生成方位向基础序列与距离向基础序列，方位向基础序列u为：个数为Na、初始值为-Na/PRF/2、终值为Na/PRF/2、间距为1/PRF的基础行序列，距离向基础序列t为：个数为Nr、初始值为-Nr/fs/2、终值为Na/fs/2、间距为1/fs的基础列序列，并扩充为SAR回波方位向扩展矩阵U与距离向扩展矩阵T，其中方位向扩展矩阵U为相同u序列扩展Nr行 ，距离向扩展矩阵T为相同t序列扩展Na列；
3）根据2）中方位向扩展矩阵计算发射目标斜距RT与根据2）中距离向扩展矩阵计算接收目标斜距RR，最终合成总斜距R=RR+RT；
4）根据3）中总斜距计算时间延时DT = T–R/c，其中c为光速；
5）根据4）中时间延时计算相位变化phase = Kr×DT-2×π×fc/c×R，其中Kr表示发射信号的调频斜率；
6）根据4)中时间延时与5）中相位变化计算回波，其中A为Nr×Na维矩阵，j为复数，当/>时的数值为1， 当/>时的数值为0，B为Nr×Na维矩阵，当/>时的数值为1， 当/>时的数值为0；
7）根据6）中的回波与场景图像信息进行二维卷积生成SAR回波s_utt = conv(scene_image,s_ut)；
8）为加速进行实时回波模拟，可对7）中的二维卷积conv等效替换为FFT与IFFT运算s_utt = IFFT(FFT(scene_image)×FFT(s_ut))。
SAR回波模拟模块（GPU）采用CUDA并行处理，同时利用离散傅里叶变换与离散傅里叶变换实现卷积运算的加速，实现大场景SAR基带回波的实时模拟。
在步骤203处，获取电子战设备发出的SAR干扰射频信号，基于所述SAR干扰射频信号生成SAR干扰基带信号。
在一些实施例中，所述获取电子战设备发出的SAR干扰射频信号，包括：
获取SAR雷达辐射波形参数，根据所述SAR雷达辐射波形参数生成SAR雷达射频信号，将所述雷达射频信号发送至所述电子战设备，以使所述电子战设备根据接收的所述SAR雷达射频信号，产生所述SAR干扰射频信号并发出。
具体地，系统参数模块将SAR雷达辐射波形参数以指令形式下发至主控模块；主控模块将雷达辐射波形参数传输至基带处理模块；基带处理模块根据SAR雷达辐射波形参数生成雷达辐射基带信号，并进行数字上变频生成雷达辐射中频信号；射频上变频受主控模块指令控制将雷达辐射中频信号上变频至雷达射频信号，最终送至电子战设备；电子战设备根据接收的SAR雷达射频信号，产生SAR干扰射频信号传输至系统；射频下变频将接收的SAR干扰射频信号进行射频下变频至SAR干扰中频信号；基带处理模块将SAR干扰中频信号进行数字下变频生成SAR干扰基带信号，并传输至SAR回波模拟模块。
在步骤204处，将所述SAR干扰基带信号进行距离迁移换算，之后与所述SAR回波进行叠加，并进行RD成像处理，生成受干扰后的雷达SAR成像图像，以评估受干扰状态下的SAR成像效果。
具体地，SAR回波模拟模块将SAR干扰基带信号进行距离迁动换算，并与前述步骤202中的SAR回波进行叠加，并进行RD成像处理，生成受干扰后的雷达SAR成像图像；根据场景后向散射系数信息与处理后的SAR成像处理，评估受干扰状态下的SAR成像效果。
图8为综合前述的基于实时地图反演SAR回波模拟与干扰评估方法的SAR回波模拟与干扰评估流程图
图2为本申请实施例提供的一种基于实时地图反演SAR回波模拟与干扰评估系统的系统架构图。该系统包括：
显示控制上位机以及通过相连接的VPX机箱，其中，显示控制上位机包括场景规划模块、态势推演计算模块、系统参数设置模块和干扰评估模块，VPX机箱包括SAR回波模拟模块（GPU）、主控模块（ARM）、基带处理模块（FPGA）、射频上变频模块和射频下变频模块；
当系统用于SAR回波模拟功能时：
场景规划模块，用于对试验的场景进行规划，场景规划包括平台运动路线规划和雷达工作状态信息；
态势推演计算模块，用于基于场景规划，按照时间步长实时计算场景后向散射系数；
射频下变频模块，用于接收测试SAR雷达辐射的雷达射频信号，并进行射频下变频生成雷达中频信号；
基带处理模块，用于将雷达中频信号进行数字下变频生成雷达基带信号；
SAR回波模拟模块，用于利用雷达基带信号与场景后向散射系数进行卷积生成SAR回波基带信号，发送给基带处理模块将SAR回波基带信号进行数字上变频生成SAR回波中频信号；
射频上变频模块，用于将SAR回波中频信号进行射频上变频生成SAR回波射频信号；
当系统用于SAR干扰评估功能时：
场景规划模块，用于对试验的场景进行规划，场景规划包括平台运动路线规划和雷达工作状态信息；
态势推演计算模块，用于基于场景规划，按照时间步长实时计算场景后向散射系数；
SAR回波模拟模块，用于根据SAR场景初始化的预处理参数，获取回波，将所述回波与所述后向散射系数进行二维卷积，生成SAR回波；
射频下变频模块，用于将接收的SAR干扰射频信号进行射频下变频至SAR干扰中频信号；
基带处理模块，用于将SAR干扰中频信号进行数字下变频生成SAR干扰基带信号，并传输至SAR回波模拟模块，使SAR回波模拟模块将SAR干扰基带信号进行距离迁动换算，之后与所述SAR回波进行叠加，并进行RD成像处理，生成受干扰后的雷达SAR成像图像，以评估受干扰状态下的SAR成像效果。
具体实现方法参考前述方法实施例，此处不再赘述。
通过上述方法及系统，通过场景规划平台的运动参数与平台雷达的辐射信号参数，结合地图场景的散射系数，实时生成基于场景的回波数据，同时采用距离-多普勒（RD）成像处理算法验证回波模拟的真实性；SAR回波模拟不仅可以模拟SAR回波信号，并且可以辐射SAR射频信号，通过接收实际对抗装备的干扰数据，同时根据场景对干扰信号进行等效叠加，并可以根据SAR辐射波形，对干扰信号进行距离徙动因素的换算，将干扰真实地叠加至SAR回波信号中，实现对电子对抗装备的功能性能评估。因此，本方法的系统实现既可用作于SAR回波模拟，也可用作于SAR对抗干扰评估。
本SAR回波模拟与干扰评估系统，采用模块化硬件与软件化思想进行设计，其特征如下：
所述的SAR回波模拟与干扰评估系统基于GPU与ARM架构实现SAR回波并行化模拟实现，根据场景信息与天线方向图调制信息，在目标场景冲激函数与发射信号进行二维卷积，形成和路与差路的SAR回波信号，并采用成熟的RD成像算法对回波数据进行处理，最终实现SAR回波实时模拟与处理。
所述的SAR回波模拟系统具备一路宽带发射与宽带接收通道，通过接收雷达辐射信号与场景规划参数信息，可实现宽带实时SAR回波信号模拟与产生，并辐射至雷达接收通道，验证SAR雷达功能与性能。
所述的SAR回波模拟系统具备一路宽带发射与宽带接收通道，通过设置场景规划参数信息与雷达辐射信号参数信息，可实现SAR宽带雷达信号辐射，辐射至电子战装备的同时通过宽带实时SAR回波信号的模拟与处理，同时接收电子战装备辐射的干扰信号，与SAR回波信号进行叠加，验证电子战装备的干扰性能。
所述的SAR对抗干扰评估通过实时接收电子战装备的干扰信号，根据场景进行天线调制、幅度与相位调制，同时根据SAR场景对干扰信号进行距离徙动因素换算，最终与模拟的SAR回波信号进行叠加，进行距离-多普勒成像处理，可真实地模拟SAR雷达受干扰下的工作状态。
基于该方法与架构的SAR回波模拟与干扰评估系统可实时模拟大场景下的回波，并实时叠加真实干扰信号，实现真实场景下的干扰效果评估；该系统集成了雷达SAR目标模拟器和电子对抗干扰模拟器的功能，采用通用模块化硬件与软件化设计思想，通过调用不同的软件快速构建雷达与电子战装备测试系统，试验能灵活方便，可扩展性强，可应用于雷达电子战系统的调试、性能测试于对抗试验。
本申请可以是方法、装置、系统和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于执行本申请的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、静态随机存取存储器（SRAM）、便携式压缩盘只读存储器（CD-ROM）、数字多功能盘（DVD）、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波（例如，通过光纤电缆的光脉冲）、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本申请操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构（ISA）指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列（FPGA）或可编程逻辑阵列（PLA），该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本申请的各个方面。
这里参照根据本申请实施例的方法、装置（系统）和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本申请的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理单元，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其他可编程数据处理装置的处理单元执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其他可编程数据处理装置、或其他设备上，使得在计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其他可编程数据处理装置、或其他设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
注意，除非另有直接说明，否则本说明书(包含任何所附权利要求、摘要和附图)中所揭示的所有特征皆可由用于达到相同、等效或类似目的的可替代特征来替换。因此，除非另有明确说明，否则所公开的每一个特征仅是一组等效或类似特征的一个示例。在使用到的情况下，进一步地、较优地、更进一步地和更优地是在前述实施例基础上进行另一实施例阐述的简单起头，该进一步地、较优地、更进一步地或更优地后带的内容与前述实施例的结合作为另一实施例的完整构成。在同一实施例后带的若干个进一步地、较优地、更进一步地或更优地设置之间可任意组合的组成又一实施例。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本申请作了详尽的描述，但在本申请基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本申请精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本申请要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种基于实时地图反演SAR回波模拟方法，其特征在于，包括：
进行SAR回波模拟场景规划，并通过实时进行推演计算，获取SAR回波模拟场景的后向散射系数；
获取待测试SAR雷达辐射的雷达射频信号，基于所述雷达射频信号生成雷达基带信号；
利用所述雷达基带信号与所述后向散射系数进行卷积，生成SAR回波基带信号；
基于所述SAR回波基带信号生成SAR回波射频信号，将所述SAR回波射频信号辐射至SAR雷达设备以进行雷达SAR功能测试。
2.根据权利要求1所述的基于实时地图反演SAR回波模拟方法，其特征在于，
所述场景规划包括平台运动路线规划和雷达工作状态信息，平台运动路线规划包括雷达运动平台的运动位置信息、姿态信息、速度信息，雷达工作状态信息包括辐射波形的载频信息fc、脉宽Tr、脉冲重复周期PRF、带宽Br、方位向点数Na、距离向点数Nr和波束扫描信息。
3.根据权利要求1所述的基于实时地图反演SAR回波模拟方法，其特征在于，所述进行SAR回波模拟场景规划，并通过实时进行推演计算，获取SAR回波模拟场景的后向散射系数，包括：
根据所述场景规划中的雷达运动平台的各类信息与波束扫描信息，通过按照时间步长的实时计算，获取所述后向散射系数。
4.根据权利要求1所述的基于实时地图反演SAR回波模拟方法，其特征在于，
基于所述雷达射频信号生成雷达基带信号，包括：
对所述雷达射频信号进行射频下变频生成雷达中频信号，将所述雷达中频信号进行数字下变频生成所述雷达基带信号；
基于所述SAR回波基带信号生成SAR回波射频信号，包括：
将所述SAR回波基带信号进行数字上变频生成SAR回波中频信号，将所述SAR回波中频信号进行射频上变频生成所述SAR回波射频信号。
5.一种基于实时地图反演SAR干扰评估方法，其特征在于，包括：
进行SAR场景规划，并通过实时进行推演计算，获取SAR场景的后向散射系数；
根据所述SAR场景初始化的预处理参数，获取回波，将所述回波与所述后向散射系数进行二维卷积，生成SAR回波；
获取电子战设备发出的SAR干扰射频信号，基于所述SAR干扰射频信号生成SAR干扰基带信号；
将所述SAR干扰基带信号进行距离迁移换算，之后与所述SAR回波进行叠加，并进行RD成像处理，生成受干扰后的雷达SAR成像图像，以评估受干扰状态下的SAR成像效果。
6.根据权利要求5所述的基于实时地图反演SAR干扰评估方法，其特征在于，所述进行SAR场景规划，并通过实时进行推演计算，获取SAR场景的后向散射系数，包括：
根据所述场景规划中的雷达运动平台的各类信息与波束扫描信息，通过按照时间步长的实时计算，获取所述后向散射系数。
7.根据权利要求5所述的基于实时地图反演SAR干扰评估方法，其特征在于，所述根据所述SAR场景初始化的预处理参数，获取回波，将所述回波与所述后向散射系数进行二维卷积，生成SAR回波，包括：
根据所述SAR场景初始化的预处理参数，生成方位向基础序列与距离向基础序列，并将所述方位向基础序列与距离向基础序列扩展为方位向扩展矩阵与距离向扩展矩阵；
利用所述方位向扩展矩阵与距离向扩展矩阵计算发射目标斜距与接收目标斜距，并相加合成总斜距，同时利用所述总斜距计算时间延时；
利用所述时间延时计算相位变化，同时计算所述回波；
将所述回波与所述后向散射系数进行二维卷积，生成所述SAR回波。
8.根据权利要求5所述的基于实时地图反演SAR干扰评估方法，其特征在于，所述获取电子战设备发出的SAR干扰射频信号，包括：
获取SAR雷达辐射波形参数，根据所述SAR雷达辐射波形参数生成SAR雷达射频信号，将所述雷达射频信号发送至所述电子战设备，以使所述电子战设备根据接收的所述SAR雷达射频信号，产生所述SAR干扰射频信号并发出。
9.一种基于实时地图反演SAR回波模拟与干扰评估系统，其特征在于，包括：显示控制上位机以及通过相连接的VPX机箱，其中，显示控制上位机包括场景规划模块、态势推演计算模块、系统参数设置模块和干扰评估模块，VPX机箱包括SAR回波模拟模块、主控模块、基带处理模块、射频上变频模块和射频下变频模块；
当系统用于SAR回波模拟功能时：
场景规划模块，用于对试验的场景进行规划，场景规划包括平台运动路线规划和雷达工作状态信息；
态势推演计算模块，用于基于场景规划，按照时间步长实时计算场景后向散射系数；
射频下变频模块，用于接收测试SAR雷达辐射的雷达射频信号，并进行射频下变频生成雷达中频信号；
基带处理模块，用于将雷达中频信号进行数字下变频生成雷达基带信号；
SAR回波模拟模块，用于利用雷达基带信号与场景后向散射系数进行卷积生成SAR回波基带信号，发送给基带处理模块将SAR回波基带信号进行数字上变频生成SAR回波中频信号；
射频上变频模块，用于将SAR回波中频信号进行射频上变频生成SAR回波射频信号；
当系统用于SAR干扰评估功能时：
场景规划模块，用于对试验的场景进行规划，场景规划包括平台运动路线规划和雷达工作状态信息；
态势推演计算模块，用于基于场景规划，按照时间步长实时计算场景后向散射系数；
SAR回波模拟模块，用于根据SAR场景初始化的预处理参数，获取回波，将所述回波与所述后向散射系数进行二维卷积，生成SAR回波；
射频下变频模块，用于将接收的SAR干扰射频信号进行射频下变频至SAR干扰中频信号；
基带处理模块，用于将SAR干扰中频信号进行数字下变频生成SAR干扰基带信号，并传输至SAR回波模拟模块，使SAR回波模拟模块将SAR干扰基带信号进行距离迁动换算，之后与所述SAR回波进行叠加，并进行RD成像处理，生成受干扰后的雷达SAR成像图像，以评估受干扰状态下的SAR成像效果。
10.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被机器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
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