[發明專利]一種基于轉發信號重建體制的跟蹤型有源定標器

有效

• 申請號: 201310436084.9
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN103454620A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 王彩云;郭偉;趙飛;劉鵬;萬珺之;何佳寧;諶華;蔡鵬飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院空間科學與應用研究中心
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;楊青

技術領域

本發明涉及微波遙感技術領域，尤其涉及一種基于轉發信號重建體制的跟蹤型有源定標器。

背景技術

衛星雷達在軌運行期間，由于元器件老化，時鐘漂移，天線姿態波動等因素，會影響雷達的系統延時和增益，從而造成雷達對地觀測的誤差。

為保證雷達在軌運行期間觀測數據的穩定性，準確性和可靠性，需要對雷達進行在軌定標與真實性檢驗，保證雷達觀測任務的連續性和數據標準的一致性。

有源定標器是一種雷達地面在軌定標設備。為雷達提供標準已知的點目標回波信號，雷達通過接收此標準信號來修正自身系統的延時測量等誤差，從而實現雷達在軌絕對定標。

傳統的直接轉發型有源定標器不能跟蹤雷達信號，僅實現對雷達信號的接收，放大和直接轉發，對接收到的雷達信號不能進行基帶變換及頻譜的分析處理，對衛星雷達而言，該類型有源定標器僅作為一個透明轉發的彎管。由于其不具備對雷達信號的捕獲和跟蹤功能，為了保證有源定標器轉發的信號能夠進入雷達接收窗口內，需要在試驗開展之前根據預測的衛星雷達飛行高度和信號發射間隔等參數計算出該有源定標器要求的布設地點的準確高度，在軌測試期間，必須將該類型有源定標器固定安裝在雷達波束覆蓋區域內的這一特定高程處，以確保定標器轉發的信號能夠進入雷達接收窗口。

另外，由于該直接轉發型有源定標器僅對接收到的雷達信號做透明轉發，沒有轉發信號的重建功能，使得轉發信號只具有固定的延時量，即轉發信號的起始觸發時刻固定。實際上，在衛星雷達在軌運行過程中，由于多種空間因素的影響難以對其飛行高度做到準確預測，對于只能提供固定延時量的有源定標器無法保證其轉發信號在觸發時刻準確進入雷達接收窗口，所以在軌定標試驗的成功率較低。

目前，國內外的衛星雷達在軌定標均使用的是直接轉發型有源定標器，將設備固定安裝在雷達信號覆蓋區域內的某一點位上，在雷達一個回歸周期內，僅有一次在軌定標的時機，為了獲取足夠多次數的試驗數據，需要很長的試驗周期。

發明內容

本發明的目的在于，為解決上述直接轉發型有源定標器安裝位置的特定限制，以及只能提供一個固定的延時量導致在軌定標試驗的成功率較低的技術問題，本發明提供一種基于轉發信號重建體制的跟蹤型有源定標器。該跟蹤型有源定標器能夠快速捕獲跟蹤雷達信號并重建射頻信號發射給在軌衛星雷達，實現在衛星的雷達信號覆蓋區域內的任一地點處，都能夠快速捕獲跟蹤雷達信號，根據接收到的信號間隔準確設置信號發射時刻，重建射頻信號發射給雷達的功能。

為實現上述目的，本發明提供一種基于轉發信號重建體制的跟蹤型有源定標器。該跟蹤型有源定標器包括：天伺單元，射頻接收機，射頻發射機，其特征在于，該跟蹤型有源定標器還包括跟蹤器，信號重建器，頻率綜合器，所述的天伺單元分別與射頻接收機和射頻發射機連接；

所述的跟蹤器分別與射頻接收機、頻率綜合器和信號重建器連接，該跟蹤器用于將射頻接收機輸出的射頻信號進行快速傅里葉變換分析處理后，生成頻譜分析結果并分別輸出至頻率綜合器和信號重建器；

所述的信號重建器還與頻率綜合器和射頻發射機連接，該信號重建器用于將跟蹤器輸出的頻譜分析結果進行分析處理，生成基帶模擬信號并將其調制到中頻后輸出至射頻發射機；

所述的頻率綜合器分別為射頻接收機、射頻發射機、跟蹤器、信號重建器提供本振信號，各本振信號均通過跟蹤器輸出的頻譜分析結果進行調整并保持相位一致，其用于控制射頻接收機、射頻發射機、跟蹤器、信號重建器的起始觸發時刻。

作為上述技術方案的進一步改進，所述的跟蹤器包括：射頻檢波器、相敏檢波器、AD轉換器和跟蹤濾波器；

所述的射頻檢波器接收射頻接收機輸出的射頻信號進行檢波，得到射頻包絡信號，該射頻包絡信號作為跟蹤器的初始時間基準，用于計算所述各本振信號的起始觸發時刻；

所述的相敏檢波器用于將射頻接收機輸出的中頻信號進行相敏檢波，生成兩路基帶正交信號輸入至AD轉換器；

所述的AD轉換器用于將接收到的所述兩路基帶正交信號進行AD轉換，生成數字信號；

跟蹤濾波器通過快速傅里葉變換分析處理AD轉換器輸出的數字信號，并結合射頻檢波器輸出的射頻包絡信號后，生成和輸出頻譜分析結果。

作為上述技術方案的進一步改進，所述信號重建器包括：數字量產生器、DA轉換器和正交調制器；

所述的數字量產生器用于接收跟蹤器輸出的頻譜分析結果，將該結果做頻譜分析和延時數值計算，生成基帶數字信號并將其輸出至DA轉換器；