一种星载SAR高效率多波束距离方向图在轨测试方法与流程

本发明涉及天线测量，尤其涉及一种星载sar高效率多波束距离方向图在轨测试方法。

背景技术：

1、天线的出现推动着世界的发展，天线测量技术是人类认识和改造客观世界必不可少的手段。近年来，随着相控阵体制的合成孔径雷达（sar）的不断发展，用户对相控阵天线的工作性能也越来越苛刻，为了满足需求，一些大规模相控阵天线被设计出来。在天线研制生产中，天线设计和性能的测量方法也是重要的一部分。

2、在轨卫星方向图测试中，距离向方向图测试速度慢、效率低、周期长、耗费大量的人力物力、成本高，同时在测试的过程中，卫星无法工作，减少了卫星的工作寿命。因此，需要涉及一种高效、低成本的卫星在轨方向图测试方法。

技术实现思路

1、为解决现有的技术问题，本发明提供了一种星载sar高效率多波束距离方向图在轨测试方法。

2、本发明的具体内容如下：一种星载sar高效率多波束距离方向图在轨测试方法，包括如下步骤：

3、（1）在地面设计阶段，规划天线方向图测试模式，设计波位参数和成像参数组；

4、（2）录取天线方向图测试模式下的回波数据；

5、（3）处理回波数据，拟合出功率谱，计算出相对法向波位的功率变化，与地面测试数据或理论方向图对比。

6、进一步的，步骤（1）中，规划的天线方向图测试模式包括距离向单波位发射波束和距离向多波位快速切换接收模式。

7、进一步的，距离向多波位快速切换接收模式包括：若阵面最多存储n组波位参数且能满足在切换该波位时，能将所有波位信息存储至阵面波位存储单元，则一次prt重复周期内最多能进行n个波位的切换，其中，n为正整数。

8、进一步的，步骤（1）中，设计波位参数包括地面根据成像场景、波束中心指向角以及分辨率设计相应波位，该波位为卫星在轨运行时实际使用的波束参数，波位参数组里包含采用的波门、一个发射波位号、n个接收波位号和波位的驻留时间。

9、进一步的，步骤（1）中，地面根据波位信息生成成像参数组，在成像参数组里设计波位切换次序时,距离向波位组的第一个和中间一个波位为波位组里最接近法向的波位。

10、进一步的，步骤（2）中，场景各向散射系数相对稳定时，系统开机运行，录取天线方向图测试模式下的回波数据。

11、进一步的，步骤（3）中，回波数据的功率谱为：

12、，

13、式中， p为功率， a为回波的实部， b为回波的虚部，

14、将每个波位对应的p分别进行拟合，在各波位对应的区间中选取中间小区间的均值作为该波位对应的功率值，其中，k和n为正整数，将各波位对应的功率值分别减去中间波位的功率值，得到各波位相对法向波位的功率变化。

15、进一步的，若每次测试组里的中间波位不一致，还需测试所有中间波位pmk相对于法向波位pm0的变化，设pmk作为一组里中间波位测试时的功率为，和法向波位一起测试时的功率为，则在pmk作为测试波位时测试的所有波位均需要减去，进而得到各波位相对于法向波位的功率变化。

16、进一步的，步骤（3）中，与地面测试数据或理论方向图对比包括：假设地面测试数据或理论方向图为：

17、，

18、理论功率变化为：

19、，

20、若各元素均接近为0，则表示方向图指向是设计的指向。

21、本发明的星载sar高效率多波束距离方向图在轨测试方法，大大缩短在轨测试验收时间，增加卫星的有效使用寿命，同时降低了卫星在轨测试的人力物力成本。

技术特征：

1.一种星载sar高效率多波束距离方向图在轨测试方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的星载sar高效率多波束距离方向图在轨测试方法，其特征在于：步骤（1）中，规划的天线方向图测试模式包括距离向单波位发射波束和距离向多波位快速切换接收模式。

3.根据权利要求2所述的一种星载sar高效率多波束距离方向图在轨测试方法，其特征在于：距离向多波位快速切换接收模式包括：若阵面最多存储n组波位参数且能满足在切换该波位时，能将所有波位信息存储至阵面波位存储单元，则一次prt重复周期内最多能进行n个波位的切换，其中，n为正整数。

4.根据权利要求3所述的一种星载sar高效率多波束距离方向图在轨测试方法，其特征在于：步骤（1）中，设计波位参数包括地面根据成像场景、波束中心指向角以及分辨率设计相应波位，该波位为卫星在轨运行时实际使用的波束参数，波位参数组里包含采用的波门、一个发射波位号、n个接收波位号和波位的驻留时间。

5.根据权利要求3所述的一种星载sar高效率多波束距离方向图在轨测试方法，其特征在于：步骤（1）中，地面根据波位信息生成成像参数组，在成像参数组里设计波位切换次序时,距离向波位组的第一个和中间一个波位为波位组里最接近法向的波位。

6.根据权利要求1所述的一种星载sar高效率多波束距离方向图在轨测试方法，其特征在于：步骤（2）中，场景各向散射系数相对稳定时，系统开机运行，录取天线方向图测试模式下的回波数据。

7.根据权利要求1所述的一种星载sar高效率多波束距离方向图在轨测试方法，其特征在于：步骤（3）中，回波数据的功率谱为：

8.根据权利要求7所述的一种星载sar高效率多波束距离方向图在轨测试方法，其特征在于：若每次测试组里的中间波位不一致，还需测试所有中间波位pmk相对于法向波位pm0的变化，设pmk作为一组里中间波位测试时的功率为，和法向波位一起测试时的功率为，则在pmk作为测试波位时测试的所有波位均需要减去，进而得到各波位相对于法向波位的功率变化。

9.根据权利要求7所述的一种星载sar高效率多波束距离方向图在轨测试方法，其特征在于：步骤（3）中，与地面测试数据或理论方向图对比包括：假设地面测试数据或理论方向图为：

技术总结本发明涉及一种星载SAR高效率多波束距离方向图在轨测试方法，包括如下步骤：（1）在地面设计阶段，规划天线方向图测试模式，设计波位参数和成像参数组；（2）录取天线方向图测试模式下的回波数据；（3）处理回波数据，拟合出功率谱，计算出相对法向波位的功率变化，与地面测试数据或理论方向图对比。本发明的星载SAR高效率多波束距离方向图在轨测试方法，大大缩短了在轨测试验收时间，增加了卫星的有效使用寿命，同时降低了卫星在轨测试的人力物力成本。技术研发人员：徐辉,刘爱芳,袁万里,虞舜华,汤文凯,林幼权受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第十四研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/25