CN110068804A - 基于稀疏阵的回波仿真方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于稀疏阵的回波仿真方法及***，通过依据控制信息和稀疏阵组件中天线阵列通道的个数分割目标大场景，并计算分割所得到多个子目标场景各自对应的脉冲响应距离门信息。通过天线阵列通道接收被测合成孔径雷达SAR发送的雷达发射信号，得到一个基带信号；根据每个脉冲响应距离门信息计算对应的子目标场景的调制信息；针对每个子目标场景，根据基带信号和对应的调制信息计算回波信息；将计算得到的回波信息对应反馈给各个天线阵列通道，将处理后得到的每个射频信号发送给SAR；通过上述方法能够完成对传统合成孔径雷达回波仿真造成的目标空间信息缺失的补偿，实现提高在目标大场景下SAR雷达仿真的逼真度目的。

Description

基于稀疏阵的回波仿真方法及***

技术领域

本发明涉及仿真技术领域，具体涉及一种基于稀疏阵的回波仿真方法及***。

背景技术

随着社会的发展，科学的进步，合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)回波仿真已经成为SAR各项功能验证的重要试验手段。具体地，SAR回波仿真是在开展SAR方案设计、成像处理算法验证、***测试和***初步验证等工作时，通过SAR回波信号仿真设备来模拟SAR在实际飞行时获得的雷达回波，对SAR进行测试和性能指标验证。

SAR回波信号仿真设备主要由控制端和接收端构成，其工作原理是控制端接收雷达仿真机的控制信息，并结合预先下载的目标模型数据和天线方向图数据，根据不同散射点斜距的差异运算，得到面目标回波调制信息，将面目标回波调制信息和雷达发射信号进行处理得到回波信号，最后将回波信号通过一个天线发射给SAR进行校正。

在现有技术中，SAR回波信号仿真设备在对小幅场景的回波信号进行仿真时，由于小幅场景的空间信息变化小，因此可以忽略不计，但是，在对大场景宽视角的回波信号进行仿真时，由于SAR回波信号仿真设备默认SAR照射到地面各个波束方向的回波均从一个点反射回SAR，而实际上回波是从场景各个方向的散射点发出的。因此，对大场景宽视角的回波信号进行仿真时，会因为默认照射到地面各个波束方向的回波从一个点反射回SAR，导致目标的空间角度信息丢失，以至于SAR回波信号仿真设备仿真得到的场景数据失真严重。

发明内容

本发明提供了一种基于稀疏阵的回波仿真方法及***，以实现提高在目标大场景下SAR雷达仿真的逼真度目的。

为达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明第一方面公开了一种基于稀疏阵的回波仿真方法，包括：

依据控制信息和稀疏阵组件中天线阵列通道的个数分割目标大场景，并计算分割所得到多个子目标场景各自对应的脉冲响应距离门信息，所述子目标场景与所述天线阵列通道一一对应；

通过所述天线阵列通道接收被测合成孔径雷达SAR发送的雷达发射信号，得到一个基带信号；

根据每个脉冲响应距离门信息计算对应的所述子目标场景的调制信息；

针对每个所述子目标场景，根据所述基带信号和对应的调制信息计算回波信息；

将计算得到的回波信息对应反馈给各个所述天线阵列通道，将处理后得到的每个射频信号发送给SAR；其中，每个回波信息被所述天线阵列通道处理后得到一个聚焦的射频信号。

可选的，依据控制信息和稀疏阵组件中天线阵列通道的个数分割目标大场景，并计算分割所得到多个子目标场景各自对应的脉冲响应距离门信息，包括：

获取所述控制信息和所述天线阵列通道的个数，将所述目标大场景分割成所述多个子目标场景；

根据所述控制信息、天线方向图和所述目标大场景计算得到与各所述子目标场景一一对应的脉冲响应距离门信息。

可选的，根据每个脉冲响应距离门信息计算对应的所述子目标场景的调制信息，包括：

获取所述多个子目标场景各自对应的子目标场景信息；

将每一所述子目标场景对应的子目标场景信息和脉冲响应距离门信息导入对应的基带板卡；

在每一基带板卡中，基于导入的脉冲响应距离门信息对导入的子目标场景信息进行信号调制处理，得到对应所述子目标场景的调制信息；

相应的，针对每个所述子目标场景，根据所述基带信号和对应的调制信息计算回波信息，包括：

针对每个所述子目标场景，在对应的基带板卡中将对应所述子目标场景的调制信息和所述基带信号进行卷积处理，得到对应所述子目标场景的回波信息。

可选的，将计算得到的回波信息对应反馈给各个所述天线阵列通道，将处理后得到的每个射频信号发送给SAR，包括：

将计算得到的回波信息对应反馈给各个所述天线阵列通道；

每个所述天线阵列通道对所接收到的回波信息进行数模转换和上变频处理，并利用预先确定的幅相变化码表对数模转换和上变频处理后的回波信息进行幅相调整，得到一个聚焦的射频信号；其中，所述幅相变化码表是波束算法模型根据所述控制信息预先计算得到的；

将得到的每个射频信号发送给SAR。

可选的，每个所述天线阵列通道对所接收到的回波信息进行数模转换和上变频处理，并利用预先确定的幅相变化码表对数模转换和上变频处理后的回波信息进行幅相调整，得到一个聚焦的射频信号，包括：

每个所述天线阵列通道对所接收到的回波信息进行数模转换，得到对应的模拟信号；

每个所述天线阵列通道利用输入的通道指令频率对得到的模拟信号进行上变频；

每个所述天线阵列通道从所述幅相变化码表中确定出与所述控制信息对应的幅相变化控制字，利用所述幅相变化控制字对上变频后的模拟信号进行幅相调整，得到一个聚焦的射频信号，所述控制信息随所仿真的SAR运动场景的变化而变化。

本发明第二方面公开了一种基于稀疏阵的回波仿真***，包括：控制设备和稀疏阵组件；所述控制设备包括控制单元和基带单元，所述稀疏阵组件包括多个天线阵列通道；

所述控制单元，用于依据控制信息和所述天线阵列通道的个数分割目标大场景，并计算分割所得到多个子目标场景各自对应的脉冲响应距离门信息，所述子目标场景与所述天线阵列通道一一对应；将计算得到的各脉冲响应距离门信息发送给所述基带单元；

所述基带单元，用于通过所述天线阵列通道接收被测合成孔径雷达SAR发送的雷达发射信号，得到一个基带信号；根据从所述基带单元接收的每个脉冲响应距离门信息计算对应的所述子目标场景的调制信息；针对每个所述子目标场景，根据所述基带信号和对应的调制信息计算回波信息；并将计算得到的回波信息对应反馈给各个所述天线阵列通道；

所述稀疏阵组件，用于处理从所述基带单元接收到的回波信息，并将处理后得到的每个射频信号发送给SAR；其中，每个回波信息被所述天线阵列通道处理后得到一个聚焦的射频信号。

可选的，所述控制单元具体用于：获取所述控制信息和所述天线阵列通道的个数，将所述目标大场景分割成所述多个子目标场景；根据所述控制信息、天线方向图和所述目标大场景计算得到与各所述子目标场景一一对应的脉冲响应距离门信息；将计算得到的各脉冲响应距离门信息发送给所述基带单元。

可选的，所述基带单元包括多个基带板卡，基带板卡与所述子目标场景一一对应；

所述控制单元具体用于：依据控制信息和稀疏阵组件中天线阵列通道的个数分割目标大场景，并计算分割所得到多个子目标场景各自对应的脉冲响应距离门信息；获取所述多个子目标场景各自对应的子目标场景信息；将每一所述子目标场景对应的子目标场景信息和脉冲响应距离门信息导入对应的基带板卡；

所述基带单元具体用于：在每一基带板卡中，基于导入的脉冲响应距离门信息对导入的子目标场景信息进行信号调制处理，得到对应所述子目标场景的调制信息；针对每个所述子目标场景，在对应的基带板卡中将对应所述子目标场景的调制信息和所述基带信号进行卷积处理，得到对应所述子目标场景的回波信息；将计算得到的回波信息对应反馈给各个所述天线阵列通道。

可选的，所述稀疏阵组件具体用于利用每个所述天线阵列通道对所接收到的回波信息进行数模转换和上变频处理，并利用预先确定的幅相变化码表对数模转换和上变频处理后的回波信息进行幅相调整，得到一个聚焦的射频信号，将得到的每个射频信号发送给SAR；其中，所述幅相变化码表是波束算法模型根据所述控制信息预先计算得到的。

可选的，所述稀疏阵组件包括：多通道数模DA板卡和多通道变频模块，多通道数模DA板卡和多通道变频模块中的通道一一对应，每个所述天线阵列通道包括一对有对应关系的多通道数模DA板卡和多通道变频模块中的通道；

多通道数模DA板卡中每一通道对所接收到的回波信息进行数模转换，并将数模转换后得到的模拟信号输入所述多通道变频模块中的对应通道；

多通道变频模块中每一通道利用输入的通道指令频率对得到的模拟信号进行上变频；每一通道从所述幅相变化码表中确定出与所述控制信息对应的幅相变化控制字，利用所述幅相变化控制字对上变频后的模拟信号进行幅相调整，得到一个聚焦的射频信号；每一通道将得到的射频信号发送给SAR；所述控制信息随所仿真的SAR运动场景的变化而变化。

本发明公开了一种基于稀疏阵回波仿真方法及***，该方法通过依据控制信息和稀疏阵组件中天线阵列通道的个数分割目标大场景，并计算分割所得到多个子目标场景各自对应的脉冲响应距离门信息。其中，子目标场景与天线阵列通道一一对应；通过天线阵列通道接收被测合成孔径雷达SAR发送的雷达发射信号，得到一个基带信号；根据每个脉冲响应距离门信息计算对应的子目标场景的调制信息；针对每个子目标场景，根据基带信号和对应的调制信息计算回波信息；将计算得到的回波信息对应反馈给各个天线阵列通道，将处理后得到的每个射频信号发送给SAR；其中，每个回波信息被天线阵列通道处理后得到一个聚焦的射频信号。通过上述方法可以将目标大场景分割成多个子目标场景，并得到对应多个子目标场景的不同空间角度的回波信息，并将每个回波信息在天线阵列通道中处理得到聚焦的射频信号，完成对传统合成孔径雷达回波仿真造成的目标空间信息缺失的补偿，实现提高在目标大场景下SAR雷达仿真的逼真度目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本发明的实施例，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获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于稀疏阵的回波仿真***结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种基于稀疏阵的回波仿真方法流程图；

图3为本发明实施例提供的另一种基于稀疏阵的回波仿真方法流程图；

图4为本发明实施例提供的另一种基于稀疏阵的回波仿真方法流程图；

图5为本发明实施例提供的另一种基于稀疏阵的回波仿真方法流程图；

图6为本发明实施例提供的另一种基于稀疏阵的回波仿真方法流程图；

图7为本发明实施例提供的一种基于稀疏阵的回波仿真***结构示意图；

图8为本发明实施例提供的另一种基于稀疏阵的回波仿真***结构示意图；

图9为本发明实施例提供的另一种基于稀疏阵的回波仿真***结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种基于稀疏阵的回波仿真方法及***，通过将目标大场景分割成多个子目标场景，并得到对应多个子目标场景的不同空间角度的回波信息，将得到的回波信息对应反馈给各个天线阵列通道，将在天线阵列通道中处理后得到的每个射频信号发送给SAR，完成对传统合成孔径雷达回波仿真造成的目标空间信息缺失的补偿，实现提高在目标大场景下SAR雷达仿真的逼真度目的。具体实现过程通过以下实施例进行说明。

如图1所示，为本发明实施例公开的一种基于稀疏阵的回波仿真***的结构示意图，该回波仿真***包括：控制设备110和稀疏阵组件120。其中，控制设备110即为回波仿真***的控制端，稀疏阵组件120即为回波仿真***的接收端。

控制设备110包括：数字信号处理器(digital signal processor，DSP)和37个基带板卡111。数字信号处理器为控制设备110中的控制单元，37个基带板卡为控制设备110中的基带单元。

37个基带板卡111均与DSP相连。每个基带板卡111中包括AD转换模块，现场可编程阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)和数字射频存储器(digaital radiofrequency memory，DRFM)。

稀疏阵组件120包括：37通道数模转换(Digital to Analog，DA)板卡121、37通道变频模块122、射频端123和球面屏天线阵130。

37个基带板卡111与37通道DA板卡121相连，具体连接方式为：一基带板卡111对应与37通道DA板卡121中的一通道相连。该37通道DA板卡121的每个通道对应设置一个数模转换器。

37通道DA板卡121与37通道变频模块122相连。具体连接方式为：37通道DA板卡121中的一通道与37通道变频模块122中的一通道对应连接。

也就是说，该稀疏阵组件120中共具有37个天线阵列通道。其中，每个天线阵列通道包括一对有对应关系的多通道数模DA板卡和多通道变频模块中的通道。

37通道变频模块122与射频端123相连。

射频端123与球面屏天线阵130相连，该球面屏天线阵130为稀疏阵天线阵。该球面屏天线阵130上设置有37个收发器。也就是说，每一收发器对应一天线阵列通道。在实际应用中，球面屏的曲率半径可根据目标大场景和SAR本身的特点确定。

其中，该球面屏天线阵130上设置的收发器的个数、37通道变频模块122的通道数、37通道DA板卡121的通道数和37个基带板卡111的基带板卡个数相同。

也就是说，该回波仿真***具体采用具有多少通道的多通道变频器和多通道DA板卡由被测SAR所需的天线阵列通道的通道数决定。

需要说明的是，射频端123与球面屏天线阵130是通过37个通道相连，在图1中表示为ch1、ch2、ch3……ch37。

在具体实现仿真的过程中，对于待仿真或者被测SAR而言，基于上述公开的回波仿真***，针对分割目标大场景后得到的每一子目标场景反馈的多个不同空间角度的回波信息，分配对应的FPGA和DRFM，并得到调制后的回波信息，再对不同空间角度的每个调制后的回波信息进行数模转换和变频，再发送至待仿真或被测SAR进行合成，从而得到被测SAR在目标大场景下的回波仿真信息。其中，在实际应用中，具体空间角度的划分(即子目标场景的分割)根据SAR的分辨率和目标大场景具体所模拟的场景确定。

需要说明的是：图1所示具体实施例中，通道个数、基带板卡等设计为37个，在实际应用中，通道个数、基带板卡等的数量并不限于37个。球面屏天线阵也只是较优的设计，在实际应用中，球面屏天线阵也可以为其他类型的天线阵列，如为平面型天线阵等。

另外，为适应不同场景、不同合成孔径雷达的仿真，在硬件设计上，可将接收端的天线、变频模块、数模转换模块等设计为可扩展设计，方便根据实际需求改变天线阵列的通道个数。在接收端采用可扩展设计时，为适应天线阵列通道个数的改变，一个基带板卡可能需要对应一个以上的天线阵列通道，所以在软件算法上需要根据实际需求导入或选择不同的分配策略。容易理解的是，在接收端采用可扩展设计时，基带板卡的数量与天线阵列通道的数据可能不是一一对应的，但子目标场景的数量与天线阵列通道的数量必须是一一对应的。

基于上述本发明公开的回波仿真***，如图2所示，为本发明实施例提供的一种基于稀疏阵的回波仿真方法的流程图，该方法包括如下步骤：

步骤S201：依据控制信息和稀疏阵组件中天线阵列通道的个数分割目标大场景，并计算分割所得到多个子目标场景各自对应的脉冲响应距离门信息。

在步骤S201中，基于上述图1公开的***可知，在被测SAR的球面屏天线阵上设置有多个收发器，为了将大目标场景内的回波信息收集完整，因此，需要子目标场景与天线阵列通道一一对应。

控制信息是指载***置、载体速度、波长指向、波长、极化方式、目标距离速度以及仿真命令等信息。载体具体为用于承载被测SAR的飞行器。

脉冲响应距离门信息具体包括延迟、幅相和相位等信息。

基于上述本发明实施例图1中公开的DSP执行步骤S201。具体执行过程如图3所示，包括以下步骤：

步骤S301：获取控制信息和天线阵列通道的个数，将目标大场景分割成多个子目标场景。

在步骤S301中，需要对获取到的控制信息先进行预处理，得到预处理后的信息，该信息具体处理为适用于进行仿真的数字信息。需要说明的是，该控制信息是实时获取的。

在具体实现步骤S301的过程中，基于确定的控制信息，可以确定被测SAR和目标大场景之间的位置信息。在确定的被测SAR与目标大场景之间的位置下，可以确定被测SAR的波束照射范围。因此，可以通过被测SAR的波束照射范围和天线阵列通道的个数对目标大场景进行分割，得到多个子目标场景。

步骤S302：根据控制信息、天线方向图和目标大场景计算得到与各子目标场景一一对应的脉冲响应距离门信息。

在步骤S302中，天线方向图是指在离天线一定距离处，辐射场的相对场强随方向变化的图形，通常采用通过天线最大辐射方向上的两个相互垂直的平面方向图来表示。

在具体实现步骤S302的过程中，通过确定的控制信息结合天线方向图和目标大场景的信息进行计算，得到各个子目标场景一一对应的脉冲响应距离门信息。

在本发明实施例中，脉冲响应距离门信息包括延迟、幅相和相位等，但并不仅限于此。

步骤S202：通过天线阵列通道接收被测合成孔径雷达SAR发送的雷达发射信号，得到一个基带信号。

在步骤S202中，基于被测SAR的运动模式，在仿真***中，通过天线阵列通道接收到模拟被测SAR向目标大场景发送的雷达发射信号，能够产生一个基带信号，该基带信号将作为输入信号，输入至各个子目标场景对应的基带板卡中，在后续计算各个子目标场景的回波信号(即回波信息)时使用。

在具体实现中，被测SAR实际向目标场景发送雷达信号并产生波束信息的过程是相对于目标场景进行运动的。在仿真***中，通过模拟被测SAR在波束扫描情形下，目标场景中的复杂面的目标回波随着电扫描的角度变化而转动，从而模拟出随时间推移而呈现的二维回波角度变化。这里的电扫描是通过控制稀疏阵幅相的实时变化而实现的。

步骤S203：根据每个脉冲响应距离门信息计算对应的子目标场景的调制信息。

在步骤S203中，基于执行步骤S201的过程中，确定的多个子目标场景各自对应的脉冲响应距离门信息计算对应子目标场景的调制信息，以便于后续计算子目标场景的回波信息时使用。

步骤S204：针对每个子目标场景，根据基带信号和对应的调制信息计算回波信息。

在执行步骤S204的过程中，针对每个子目标场景，在对应的基带板卡中将对应子目标场景的调制信息和基带信号进行卷积处理，得到对应子目标场景的回波信息。也就是说，每一个基带板卡对一个调制信息和一个基带信号进行处理，得到对应该调制信息和基带信号的子目标场景的回波信息。

结合附图1公开的***，该基带板卡为图1示出的回波仿真***中的基带板卡。该基带板卡中包括FPGA和DRFM。在基带板卡中基于AD转换模块，FPGA和DRFM对导入的波束信息和对应的子目标场景信息进行处理。具体的，将导入同一基带板卡的基带信号进行模数转换，将得到的模数转换后的基带信号与调制信息进行卷积，得到对应子目标场景的回波信息。

步骤S205：将计算得到的回波信息对应反馈给各个天线阵列通道，将处理后得到的每个射频信号发送给SAR。

在步骤S205中，每个回波信息被天线阵列通道处理后得到一个聚焦的射频信号。

需要说明的是，在执行步骤S205将每个射频信号发送给SAR之后，SAR将得到的多个射频信号进行加权计算，可以得到有空间角度信息的回波信号。

具体实现步骤S205的过程，如图4所示，具体包括如下步骤：

步骤S401：将计算得到的回波信息对应反馈给各个天线阵列通道。

步骤S402：每个天线阵列通道对所接收到的回波信息进行数模转换和上变频处理，并利用预先确定的幅相变化码表对数模转换和上变频处理后的回波信息进行幅相调整，得到一个聚焦的射频信号。

具体执行步骤S402的过程，如图5所示，包括如下步骤：

步骤S501：每个天线阵列通道对所接收到的回波信息进行数模转换，得到对应的模拟信号。

结合附图1公开的***，在执行步骤S501的过程中，多通道DA板卡中的每一通道输入一回波信息，并对接收到的回波信息进行数模转换，将得到的模拟信号发送至多通道变频模块。

步骤S502：每个天线阵列通道利用输入的通道指令频率对得到的模拟信号进行上变频。

在步骤S502中，天线阵列通道中输入的通道指令频率是从控制信息中获取的。

在执行步骤S502的过程中，因经过多通道DA板卡接收到的模拟信号的频率不满足要求，因此，基于多通道变频模块中每一个通道各自对应输入的通道指令对接收到的模拟信号进行上变频处理，得到对应的射频信号。

步骤S503：每个天线阵列通道从幅相变化码表中确定出与控制信息对应的幅相变化控制字，利用幅相变化控制字对上变频后的模拟信号进行幅相调整，得到一个聚焦的射频信号。

在步骤S503中，控制信息随所仿真的SAR运动场景的变化而变化。

在具体实现过程中，幅相变化码表的生成会考虑波束变化范围、步进、波束指向精度、波束缩减度数等参数。通常波束变化范围为-3度～3度，步进为0.01度。

幅相变化码表的实时控制流程是以一定精度，通过微波控制板，实时下发到各通道的变频模块中，可以完成对模拟信号幅相的实时控制，从而实现波束宽度的压缩和天线方向的扫描。

例如，结合附图1公开的***，在具体实现中，幅相变化码表的实时控制流程以10us的精度，通过微波控制板，实时下发到各通道的变频模块中，可以完成对37个天线阵列通道内的模拟信号幅相的实时控制，从而实现波束宽度的压缩和天线方向的扫描。

在实际应用中，可在上位机中预先生成幅相变化码表，并导入到微波控制板中。

步骤S403：将得到的每个射频信号发送给SAR。

本发明公开了一种基于稀疏阵的回波仿真方法及***，通过依据控制信息和稀疏阵组件中天线阵列通道的个数分割目标大场景，并计算分割所得到多个子目标场景各自对应的脉冲响应距离门信息。通过天线阵列通道接收被测合成孔径雷达SAR发送的雷达发射信号，得到一个基带信号；根据每个脉冲响应距离门信息计算对应的子目标场景的调制信息；针对每个子目标场景，根据基带信号和对应的调制信息计算回波信息；将计算得到的回波信息对应反馈给各个天线阵列通道，将处理后得到的每个射频信号发送给SAR；通过上述方法能够完成对传统合成孔径雷达回波仿真造成的目标空间信息缺失的补偿，实现提高在目标大场景下SAR雷达仿真的逼真度目的。

参考图6，为本发明实施例提供的另一种基于稀疏阵的回波仿真方法，该方法包括以下步骤：

步骤S601：依据控制信息和稀疏阵组件中天线阵列通道的个数分割目标大场景，并计算分割所得到多个子目标场景各自对应的脉冲响应距离门信息。

步骤S602：通过天线阵列通道接收被测合成孔径雷达SAR发送的雷达发射信号，得到一个基带信号。

需要说明的是，步骤S601和步骤S602的执行原理及具体执行过程与如图2所示的步骤S201和步骤S202的执行原理及具体执行过程相同，可参见上述对应描述，这里不再进行赘述。

步骤S603：获取多个子目标场景各自对应的子目标场景信息。

步骤S604：将每一子目标场景对应的子目标场景信息和脉冲响应距离门信息导入对应的基带板卡。

结合附图1公开的***，每一个基带板卡对应处理一个子目标场景的相关信息。因此，在执行步骤S604的过程中，将每一子目标场景对应的子目标场景信息和脉冲响应距离门信息导入各自对应的基带板卡中。

步骤S605：在每一基带板卡中，基于导入的脉冲响应距离门信息对导入的子目标场景信息进行信号调制处理，得到对应子目标场景的调制信息。

基于上述执行步骤S604导入的脉冲响应距离门信息，执行步骤S605，在每个基带板卡中，基于导入的脉冲响应距离门信息对导入的子目标场景信息进行信号调制处理，可以得到对应子目标场景的调制信息。

步骤S606：针对每个子目标场景，在对应的基带板卡中将对应子目标场景的调制信息和基带信号进行卷积处理，得到对应子目标场景的回波信息。

步骤S607：将计算得到的回波信息对应反馈给各个天线阵列通道，将处理后得到的每个射频信号发送给SAR。

需要说明的是，步骤S606和步骤S607的执行原理及具体执行过程与如图2所示的步骤204和步骤S205的执行原理及具体执行过程相同，可参见上述对应描述，这里不再进行赘述。

本发明公开了一种基于稀疏阵的回波仿真方法及***，通过依据控制信息和稀疏阵组件中天线阵列通道的个数分割目标大场景，并计算分割所得到多个子目标场景各自对应的脉冲响应距离门信息。通过天线阵列通道接收被测合成孔径雷达SAR发送的雷达发射信号，得到一个基带信号；根据每个脉冲响应距离门信息计算对应的子目标场景的调制信息；针对每个子目标场景，根据基带信号和对应的调制信息计算回波信息；将计算得到的回波信息对应反馈给各个天线阵列通道，将处理后得到的每个射频信号发送给SAR；通过上述方法能够完成对传统合成孔径雷达回波仿真造成的目标空间信息缺失的补偿，实现提高在目标大场景下SAR雷达仿真的逼真度目的。

与上述发明提供的基于稀疏阵的回波仿真方法相对应，本发明还提供了相应的基于稀疏阵的回波仿真***，如图7所示，为本发明公开的一种基于稀疏阵的回波仿真***，该基于稀疏阵的回波仿真***包括：

控制设备710和稀疏阵组件720；所述控制设备710包括控制单元711和基带单元712，所述稀疏阵组件720包括多个天线阵列通道721。

所述控制单元711，用于依据控制信息和所述天线阵列通道721的个数分割目标大场景，并计算分割所得到多个子目标场景各自对应的脉冲响应距离门信息，所述子目标场景与所述天线阵列通道一一对应，将计算得到的各脉冲响应距离门信息发送给所述基带单元；

所述基带单元712，用于通过所述天线阵列通道721接收被测合成孔径雷达SAR发送的雷达发射信号，得到一个基带信号，根据从所述基带单元712接收的每个脉冲响应距离门信息计算对应的所述子目标场景的调制信息，针对每个所述子目标场景，根据所述基带信号和对应的调制信息计算回波信息，并将计算得到的回波信息对应反馈给各个所述天线阵列通道721；

所述稀疏阵组件720，用于处理从所述基带单元712接收到的回波信息，并将处理后得到的每个射频信号发送给SAR；其中，每个回波信息被所述天线阵列通道721处理后得到一个聚焦的射频信号。

可选的，所述控制单元711具体用于：获取所述控制信息和所述天线阵列通道721的个数，将所述目标大场景分割成所述多个子目标场景；根据所述控制信息、天线方向图和所述目标大场景计算得到与各所述子目标场景一一对应的脉冲响应距离门信息；将计算得到的各脉冲响应距离门信息发送给所述基带单元712。

可选的，如图8所示，所述基带单元712包括多个基带板卡801，基带板卡801与所述子目标场景一一对应；

所述控制单元711具体用于：依据控制信息和稀疏阵组件中天线阵列通道721的个数分割目标大场景，并计算分割所得到多个子目标场景各自对应的脉冲响应距离门信息；获取所述多个子目标场景各自对应的子目标场景信息；将每一所述子目标场景对应的子目标场景信息和脉冲响应距离门信息导入对应的基带板卡；

所述基带单元712具体用于：在每一基带板卡中，基于导入的脉冲响应距离门信息对导入的子目标场景信息进行信号调制处理，得到对应所述子目标场景的调制信息；针对每个所述子目标场景，在对应的基带板卡中将对应所述子目标场景的调制信息和所述基带信号进行卷积处理，得到对应所述子目标场景的回波信息；将计算得到的回波信息对应反馈给各个所述天线阵列通道。

可选的，所述稀疏阵组件720具体用于利用每个所述天线阵列通道721对所接收到的回波信息进行数模转换和上变频处理，并利用预先确定的幅相变化码表对数模转换和上变频处理后的回波信息进行幅相调整，得到一个聚焦的射频信号，将得到的每个射频信号发送给SAR；其中，所述幅相变化码表是波束算法模型根据所述控制信息预先计算得到的。

可选的，如图9所示，所述稀疏阵组件720包括：多通道数模DA板卡901和多通道变频模块902，多通道数模DA板卡901和多通道变频模块902中的通道一一对应，每个所述天线阵列通道721包括一对有对应关系的多通道数模DA板卡901和多通道变频模块902中的通道；

多通道数模DA板卡901中每一通道对所接收到的回波信息进行数模转换，并将数模转换后得到的模拟信号输入所述多通道变频模块902中的对应通道；

多通道变频模块902中每一通道利用输入的通道指令频率对得到的模拟信号进行上变频；每一通道从所述幅相变化码表中确定出与所述控制信息对应的幅相变化控制字，利用所述幅相变化控制字对上变频后的模拟信号进行幅相调整，得到一个聚焦的射频信号；每一通道将得到的射频信号发送给SAR；所述控制信息随所仿真的SAR运动场景的变化而变化。参见前述实施例的论述，每一通道在得到幅相变化控制字时，需要微波控制板的协助，或者说，是微波控制板将各幅相变化控制字下发到相应的通道中。

需要说明的是，在本发明实施例中，图9公开的稀疏阵组件720的结构也可以与图1公开的稀疏阵组件120相同，包括相应的射频端和球面屏天线阵。

需要说明的是，上述本发明公开的基于稀疏阵的回波仿真***中的各个单元和模块具体的原理和执行过程，与上述本发明实施例公开的基于稀疏阵的回波仿真方法相同，可参见上述本发明实施例公开的基于稀疏阵的回波仿真方法中相应部分，这里不再进行赘述。

本发明公开了一种基于稀疏阵的回波仿真方法及***，通过依据控制信息和稀疏阵组件中天线阵列通道的个数分割目标大场景，并计算分割所得到多个子目标场景各自对应的脉冲响应距离门信息。通过天线阵列通道接收被测合成孔径雷达SAR发送的雷达发射信号，得到一个基带信号；根据每个脉冲响应距离门信息计算对应的子目标场景的调制信息；针对每个子目标场景，根据基带信号和对应的调制信息计算回波信息；将计算得到的回波信息对应反馈给各个天线阵列通道，将处理后得到的每个射频信号发送给SAR；通过上述方法能够完成对传统合成孔径雷达回波仿真造成的目标空间信息缺失的补偿，实现提高在目标大场景下SAR雷达仿真的逼真度目的。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于稀疏阵的回波仿真方法，其特征在于，包括：

依据控制信息和稀疏阵组件中天线阵列通道的个数分割目标大场景，并计算分割所得到多个子目标场景各自对应的脉冲响应距离门信息，所述子目标场景与所述天线阵列通道一一对应；

通过所述天线阵列通道接收被测合成孔径雷达SAR发送的雷达发射信号，得到一个基带信号；

根据每个脉冲响应距离门信息计算对应的所述子目标场景的调制信息；

针对每个所述子目标场景，根据所述基带信号和对应的调制信息计算回波信息；

将计算得到的回波信息对应反馈给各个所述天线阵列通道，将处理后得到的每个射频信号发送给SAR；其中，每个回波信息被所述天线阵列通道处理后得到一个聚焦的射频信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，依据控制信息和稀疏阵组件中天线阵列通道的个数分割目标大场景，并计算分割所得到多个子目标场景各自对应的脉冲响应距离门信息，包括：

获取所述控制信息和所述天线阵列通道的个数，将所述目标大场景分割成所述多个子目标场景；

根据所述控制信息、天线方向图和所述目标大场景计算得到与各所述子目标场景一一对应的脉冲响应距离门信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据每个脉冲响应距离门信息计算对应的所述子目标场景的调制信息，包括：

获取所述多个子目标场景各自对应的子目标场景信息；

将每一所述子目标场景对应的子目标场景信息和脉冲响应距离门信息导入对应的基带板卡；

在每一基带板卡中，基于导入的脉冲响应距离门信息对导入的子目标场景信息进行信号调制处理，得到对应所述子目标场景的调制信息；

相应的，针对每个所述子目标场景，根据所述基带信号和对应的调制信息计算回波信息，包括：

针对每个所述子目标场景，在对应的基带板卡中将对应所述子目标场景的调制信息和所述基带信号进行卷积处理，得到对应所述子目标场景的回波信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将计算得到的回波信息对应反馈给各个所述天线阵列通道，将处理后得到的每个射频信号发送给SAR，包括：

将计算得到的回波信息对应反馈给各个所述天线阵列通道；

每个所述天线阵列通道对所接收到的回波信息进行数模转换和上变频处理，并利用预先确定的幅相变化码表对数模转换和上变频处理后的回波信息进行幅相调整，得到一个聚焦的射频信号；其中，所述幅相变化码表是波束算法模型根据所述控制信息预先计算得到的；

将得到的每个射频信号发送给SAR。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，每个所述天线阵列通道对所接收到的回波信息进行数模转换和上变频处理，并利用预先确定的幅相变化码表对数模转换和上变频处理后的回波信息进行幅相调整，得到一个聚焦的射频信号，包括：

每个所述天线阵列通道对所接收到的回波信息进行数模转换，得到对应的模拟信号；

每个所述天线阵列通道利用输入的通道指令频率对得到的模拟信号进行上变频；

每个所述天线阵列通道从所述幅相变化码表中确定出与所述控制信息对应的幅相变化控制字，利用所述幅相变化控制字对上变频后的模拟信号进行幅相调整，得到一个聚焦的射频信号，所述控制信息随所仿真的SAR运动场景的变化而变化。

6.一种基于稀疏阵的回波仿真***，其特征在于，包括：控制设备和稀疏阵组件；所述控制设备包括控制单元和基带单元，所述稀疏阵组件包括多个天线阵列通道；

所述控制单元，用于依据控制信息和所述天线阵列通道的个数分割目标大场景，并计算分割所得到多个子目标场景各自对应的脉冲响应距离门信息，所述子目标场景与所述天线阵列通道一一对应；将计算得到的各脉冲响应距离门信息发送给所述基带单元；

所述基带单元，用于通过所述天线阵列通道接收被测合成孔径雷达SAR发送的雷达发射信号，得到一个基带信号；根据从所述基带单元接收的每个脉冲响应距离门信息计算对应的所述子目标场景的调制信息；针对每个所述子目标场景，根据所述基带信号和对应的调制信息计算回波信息；并将计算得到的回波信息对应反馈给各个所述天线阵列通道；

所述稀疏阵组件，用于处理从所述基带单元接收到的回波信息，并将处理后得到的每个射频信号发送给SAR；其中，每个回波信息被所述天线阵列通道处理后得到一个聚焦的射频信号。

7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述控制单元具体用于：获取所述控制信息和所述天线阵列通道的个数，将所述目标大场景分割成所述多个子目标场景；根据所述控制信息、天线方向图和所述目标大场景计算得到与各所述子目标场景一一对应的脉冲响应距离门信息；将计算得到的各脉冲响应距离门信息发送给所述基带单元。

8.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述基带单元包括多个基带板卡，基带板卡与所述子目标场景一一对应；

所述控制单元具体用于：依据控制信息和稀疏阵组件中天线阵列通道的个数分割目标大场景，并计算分割所得到多个子目标场景各自对应的脉冲响应距离门信息；获取所述多个子目标场景各自对应的子目标场景信息；将每一所述子目标场景对应的子目标场景信息和脉冲响应距离门信息导入对应的基带板卡；

所述基带单元具体用于：在每一基带板卡中，基于导入的脉冲响应距离门信息对导入的子目标场景信息进行信号调制处理，得到对应所述子目标场景的调制信息；针对每个所述子目标场景，在对应的基带板卡中将对应所述子目标场景的调制信息和所述基带信号进行卷积处理，得到对应所述子目标场景的回波信息；将计算得到的回波信息对应反馈给各个所述天线阵列通道。

9.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述稀疏阵组件具体用于利用每个所述天线阵列通道对所接收到的回波信息进行数模转换和上变频处理，并利用预先确定的幅相变化码表对数模转换和上变频处理后的回波信息进行幅相调整，得到一个聚焦的射频信号，将得到的每个射频信号发送给SAR；其中，所述幅相变化码表是波束算法模型根据所述控制信息预先计算得到的。

10.根据权利要求9所述的***，其特征在于，所述稀疏阵组件包括：多通道数模DA板卡和多通道变频模块，多通道数模DA板卡和多通道变频模块中的通道一一对应，每个所述天线阵列通道包括一对有对应关系的多通道数模DA板卡和多通道变频模块中的通道；

多通道数模DA板卡中每一通道对所接收到的回波信息进行数模转换，并将数模转换后得到的模拟信号输入所述多通道变频模块中的对应通道；

多通道变频模块中每一通道利用输入的通道指令频率对得到的模拟信号进行上变频；每一通道从所述幅相变化码表中确定出与所述控制信息对应的幅相变化控制字，利用所述幅相变化控制字对上变频后的模拟信号进行幅相调整，得到一个聚焦的射频信号；每一通道将得到的射频信号发送给SAR；所述控制信息随所仿真的SAR运动场景的变化而变化。