本發(fā)明總體涉及合成孔徑雷達雷達測試技術領域，具體涉及一種合成孔徑雷達仿真測試方法。

背景技術：

合成孔徑雷達是一種高分辨率成像雷達，其概念的產生可以追朔到上世紀的50年代初。1951年6月美國Goodyear Aerospace公司的Carl Wiley首先提出可以利用頻率分析方法改善雷達的角分辨率的思想。與此同時，美國Illinois大學的控制系統實驗室也獨立地展開了用非相干雷達數據進行的實驗。不僅通過實驗證實了“多普勒波束銳化”的概念，而且從理論上證明了合成孔徑雷達的原理，并于1953年研制成功了第一部相干X波段雷達系統，首次獲得了非聚焦SAR圖像。

SAR利用距離壓縮的方式獲得距離向高分辨率，通過合成孔徑的方式來獲得方位向高分辨率，而合成孔徑的基礎是SAR與成像目標之間存在方位向的運動，因此，這種運動是SAR成像的必要條件。

對于SAR的系統測試包括兩類方法：

第一種方法，靜態(tài)測試，采用信號回波模擬和仿真對SAR進行系統測試；

第二種方法，動態(tài)測試，將SAR安裝在運動平臺上，進行動態(tài)的系統測試。

上述第一種測試方法是靜態(tài)測試，一般只能對SAR的收發(fā)信道和基本的成像功能進行測試，為了對SAR系統的性能進行更全面的測試，需要采用第二種方法，將SAR裝載在運動平臺上，在SAR相對成像目標運動的條件下，對SAR的收發(fā)信道、成像系統、特別是運動補償系統，進行全面的系統測試。

對SAR進行系統測試的運動平臺可以包括車載平臺、他機平臺和目標飛行器平臺。車載平臺受限于地面條件的限制，無法模擬SAR目標平臺的運行特性，一般很難對SAR的成像系統和運動補償系統進行全面測試；他機平臺可以部分模擬目標飛行器的飛行特性，可以對SAR的成像系統和運動補償系統進行部分測試；目標飛行器平臺是被測SAR的最終安裝飛行器，可以對SAR的成像系統和運動補償系統進行全面的系統測試。因此，對SAR進行系統測試的最優(yōu)方法就是：將其安裝在目標平臺上進行飛行測試。

然而，對于星載SAR、彈載SAR等SAR系統，其目標平臺是一次性的，因此，是無法在目標平臺上進行系統測試的，他機平臺的飛行特性與目標平臺的差距很大，影響系統測試的效果。另外，無論是采用他機平臺還是目標平臺進行飛行試驗測試，飛行試驗都會帶來經費、人力、時間等方面的巨大開銷，影響系統研制。

因此，本領域存在一種對于能夠克服傳統SAR系統動態(tài)測試方法的上述缺陷或不足的新測試方法的需要。

技術實現要素：

(一)要解決的技術問題

本發(fā)明的目的在于提供一種合成孔徑雷達仿真測試方法，其能夠克服傳統SAR系統測試方法的不足，滿足對SAR系統測試效果、低測試成本等方面的要求。

(二)技術方案

為了實現上述目的，本發(fā)明提供了一種合成孔徑雷達仿真測試方法，這一測試方法，將SAR放置在地面，實現對SAR運動補償系統和成像系統的全面測試。

本發(fā)明提供了一種合成孔徑雷達仿真測試方法，該方法可以包括：

步驟1：被測合成孔徑雷達放置在地面；

步驟2：所述被測合成孔徑雷達的波束指向空中；

步驟3：用一個飛行器作為所述被測合成孔徑雷達成像的目標；或采用裝有特定雷達散射特性設備的飛行器作為所述被測合成孔徑雷達成像的目標；

步驟4：所述飛行器飛過所述被測合成孔徑雷達的波束照射區(qū)域，所述被測合成孔徑雷達發(fā)射雷達信號，接收所述飛行器或/和飛行器裝載的特定雷達散射特性設備反射的雷達信號；

步驟5：所述被測合成孔徑雷達接收反射的雷達信號，或由被測合成孔徑雷達的信號處理機進行實時成像處理；或者，經被測合成孔徑雷達轉換成雷達回波數據，并由被測合成孔徑雷達的數據記錄器記錄，或由專用的數據記錄設備記錄；以及

步驟6：對實時成像處理得到的雷達圖像進行分析；或者，對記錄的雷達回波數據進行處理和分析，得到被測合成孔徑雷達的工作測試結果。

優(yōu)選地，預先設定的飛行狀態(tài)包括所述飛行器的三維位置、三維速度、三維加速度、三軸角度、三軸角速度、三軸角加速度。

優(yōu)選地，在測試過程中，實時測量飛行器的飛行狀態(tài)，測量的所述飛行狀態(tài)實時傳送給所述被測合成孔徑雷達，所述飛行狀態(tài)與被測合成孔徑雷達實時成像處理得到的雷達圖像同步記錄；或者，與所述雷達回波數據同步記錄，同步記錄的飛行狀態(tài)用于所述步驟6的處理和分析。

優(yōu)選地，在測試過程中，實時測量飛行器的飛行狀態(tài)具體包括：在所述飛行器上進行飛行狀態(tài)的實時測量，然后實時下傳到地面，然后再實時傳送給所述被測合成孔徑雷達；或者，在地面觀測飛行器得到所述飛行器的飛行狀態(tài)，然后再實時傳送給所述被測合成孔徑雷達；或者，在所述飛行器上進行飛行狀態(tài)的實時測量，然后實時下傳到地面，再與地面觀測飛行器得到飛行器的飛行狀態(tài)進行組合，然后實時傳送給所述被測合成孔徑雷達。

優(yōu)選地，在測試過程中，所述被測合成孔徑雷達實時接收飛行狀態(tài)數據，利用所述飛行狀態(tài)數據進行運動補償。

優(yōu)選地，所述飛行器為具有與彈載合成孔徑雷達目標飛行平臺的飛行參數相同或相近的導彈；或者，具有與星載合成孔徑雷達目標飛行平臺的飛行參數相同或相近的已發(fā)射在軌衛(wèi)星；或者，具有與機載合成孔徑雷達目標飛行平臺的飛行參數相同或相近的飛機；或者，專門的測試實驗飛機。

優(yōu)選地，所述被測合成孔徑雷達工作于SAR成像模式。

(三)有益效果

從上述技術方案可以看出，本發(fā)明的合成孔徑雷達仿真測試方法具有以下有益效果：

(1)可以將SAR固定放在地面進行動態(tài)測試，將飛行器作為成像目標，模擬最終的目標飛行器的飛行特性，全面對SAR系統進行系統測試；

(2)降低被測SAR系統裝載在飛行平臺上試驗的試驗成本和試驗風險；

(3)利用本方法，能夠對星載SAR、彈載SAR等裝載一次性飛行平臺SAR系統，在進行實際工作前，實現接近于實際工作狀態(tài)的、全面的SAR系統仿真測試。

附圖說明

通過以下結合附圖的說明，并且隨著對本發(fā)明的更全面了解，本發(fā)明的其他目的和效果將變得更加清楚和易于理解，其中：

圖1是根據本發(fā)明的實施方式的在飛行器上實時測量飛行器飛行狀態(tài)的合成孔徑雷達仿真測試方法的示意圖；

圖2是根據本發(fā)明的實施方式在地面上實時測量飛行器飛行狀態(tài)的合成孔徑雷達仿真測試方法的示意圖；

圖3是根據本發(fā)明的實施方式在飛行器上和地面上同時進行實時測量飛行器飛行狀態(tài)的合成孔徑雷達仿真測試方法的示意圖；

圖4是本發(fā)明的實施例的合成孔徑雷達仿真測試方法流程圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、方法和優(yōu)點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。

圖4是本發(fā)明的實施例的合成孔徑雷達仿真測試方法流程圖。該方法包括：

步驟1：被測合成孔徑雷達放置在地面；

步驟2：所述被測合成孔徑雷達的波束指向空中；

步驟3：用一個飛行器作為所述被測合成孔徑雷達成像的目標；或采用裝有特定雷達散射特性設備的飛行器作為所述被測合成孔徑雷達成像的目標；

步驟4：所述飛行器飛過所述被測合成孔徑雷達的波束照射區(qū)域，所述被測合成孔徑雷達發(fā)射雷達信號，接收所述飛行器或/和飛行器裝載的特定雷達散射特性設備反射的雷達信號；

步驟5：所述被測合成孔徑雷達接收反射的雷達信號，或由被測合成孔徑雷達的信號處理機進行實時成像處理；或者，經被測合成孔徑雷達轉換成雷達回波數據，并由被測合成孔徑雷達的數據記錄器記錄，或由專用的數據記錄設備記錄；以及

步驟6：對實時成像處理得到的雷達圖像進行分析；或者，對記錄的雷達回波數據進行處理和分析，得到被測合成孔徑雷達的工作測試結果。

根據本發(fā)明的實施例，被測合成孔徑雷達放置在地面，在進行測試期間，雷達波束指向空中，一個飛行器作為被測合成孔徑雷達成像的目標，飛過雷達波束照射的區(qū)域，被測合成孔徑雷達對飛行器進行成像。

與ISAR對空中目標成像不同，本發(fā)明的測試方法采用SAR成像機理進行成像，地面的被測合成孔徑雷達工作于SAR成像模式；同時，作為成像目標的飛行器是合作目標，在測試過程中，通過測量獲得其飛行狀態(tài)，并實時發(fā)送到被測合成孔徑雷達，這就可以得到被測合成孔徑雷達與成像目標之間的相對運動關系，這種運動關系實際上是在模擬被測合成孔徑雷達裝載于目標飛行平臺飛行，與地面成像目標之間的相對運動關系。

可以采用一個飛行器直接作為被測合成孔徑雷達成像的目標，如對于彈載合成孔徑雷達的測試，可以采用具有與彈載合成孔徑雷達目標飛行平臺(即裝載彈載合成孔徑雷達的導彈)飛行參數相同或相近的導彈，在這種導彈進行飛行時，將其作為成像目標，在這種導彈的特定飛行彈道段進行成像試驗；再如，對于星載合成孔徑雷達，可以采用具有與星載合成孔徑雷達目標飛行平臺(即裝載星載合成孔徑雷達的衛(wèi)星)飛行參數相同或相近的已發(fā)射在軌衛(wèi)星作為成像目標，在其過頂時，被測合成孔徑雷達在地面對其成像；再如，對于機載合成孔徑雷達，可以采用具有與機載合成孔徑雷達目標飛行平臺(即裝載機載合成孔徑雷達的飛機)飛行參數相同或相近的飛機，或采用專門的測試實驗飛機作為成像目標，在飛機飛行時，被測合成孔徑雷達在地面對其成像。

當采用專門的測試實驗飛機作為成像目標時，可以在測試實驗飛機上裝有特定雷達散射特性設備，增加目標的后向散射系數。

在測試過程中，飛行器飛過被測合成孔徑雷達的波束照射區(qū)域，當采用專門的測試實驗飛機作為成像目標時，測試實驗飛機的飛行狀態(tài)可以預先設定。

測試過程的基本信號流程包括：被測合成孔徑雷達發(fā)射雷達信號，接收飛行器或/和飛行器裝載的特定雷達散射特性設備反射的雷達信號；被測合成孔徑雷達接收飛行器或/和飛行器裝載的特定雷達散射特性設備反射的雷達信號，可以由合成孔徑雷達的信號處理機進行實時成像處理；也可以經合成孔徑雷達轉換成雷達回波數據，由合成孔徑雷達的數據記錄器記錄，或由專用的數據記錄設備記錄；再對實時成像處理得到的雷達圖像進行分析，或對記錄的雷達回波數據進行處理、分析，得到被測合成孔徑雷達的工作測試結果。

在獲取雷達回波信號的同時，還要實時測量飛行器相對地面的飛行狀態(tài)數據，這種飛行狀態(tài)數據等同于使用被測合成孔徑雷達進行飛行成像時，裝載合成孔徑雷達的飛行平臺提供給被測合成孔徑雷達飛行狀態(tài)數據。

測量的飛行狀態(tài)數據實時傳送給被測合成孔徑雷達后，一種用途是利用該數據進行運動補償，例如，如果被測合成孔徑雷達具有波束指向補償功能，例如，徑向速度補償功能，則被測合成孔徑雷達利用實時接收的飛行狀態(tài)數據，控制雷達波束指向，模擬被測合成孔徑雷達進行飛行成像時的利用飛行狀態(tài)數據進行波束指向的運動補償。

飛行狀態(tài)數據的另一種用途是將飛行狀態(tài)數據與被測合成孔徑雷達實時成像處理得到的雷達圖像同步記錄，或與雷達回波數據同步記錄，同步記錄的飛行狀態(tài)數據用于對雷達圖像或雷達回波數據的處理和分析。

測量的飛行狀態(tài)數據包括飛行器的三維位置、三維速度、三維加速度、三軸角度、三軸角速度、三軸角加速度等飛行器的飛行狀態(tài)參數。

圖1所示的是一種實時測量飛行器的飛行狀態(tài)的方法，通過在飛行器上進行飛行狀態(tài)的實時測量，然后實時下傳到地面，然后再實時傳送給被測合成孔徑雷達；

圖2是根據本發(fā)明的實施方式在地面上實時測量飛行器飛行狀態(tài)的合成孔徑雷達仿真測試方法的示意圖，是另外一種實時測量飛行器的飛行狀態(tài)的方法，在地面觀測飛行器得到飛行器的飛行狀態(tài)數據，然后再實時傳送給被測合成孔徑雷達；

圖3是根據本發(fā)明的實施方式在飛行器上和地面上同時進行實時測量飛行器飛行狀態(tài)的合成孔徑雷達仿真測試方法的示意圖，是另外一種實時測量飛行器的飛行狀態(tài)的方法，采用飛行器上進行飛行狀態(tài)的實時測量，然后實時下傳到地面，再與地面觀測飛行器得到飛行器的飛行狀態(tài)數據進行組合，然后實時傳送給被測合成孔徑雷達。

應當注意，為了使本發(fā)明的實施方式更容易理解，上面的描述省略了對于本領域的技術人員來說是公知的、并且對于本發(fā)明的實施方式的實現可能是必需的更具體的一些技術細節(jié)。例如，上面的描述省略了對現有的合成孔徑雷達的一般性描述。

提供本發(fā)明的說明書是為了說明和描述，而不是用來窮舉或將本發(fā)明限制為所公開的形式。對本領域的普通技術人員而言，許多修改和變更都是可以的。

以上所述的實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。