阅读说明：本技术 Sar收发链路相位抖动问题定位方法 (SAR transceiving link phase jitter problem positioning method ) 是由 矫远波 刘开雨 王宇 于 2019-08-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种SAR收发链路相位抖动问题定位方法,包括：获取第一收发链路对应的第一相位历程；所述第一收发链路是由调频信号源、可调衰减器和数据形成器连接组成的；判断所述第一相位历程是否存在相位抖动,得到第一判断结果；利用第一判断结果,确定所述调频信号源是否为故障单机。采用本发明的方案,能够定位导致SAR收发链路相位抖动问题的故障单机。(The invention discloses a method for positioning phase jitter problem of SAR (synthetic aperture radar) transceiving links, which comprises the following steps: acquiring a first phase process corresponding to a first transceiving link; the first transceiving link is formed by connecting a frequency modulation signal source, an adjustable attenuator and a data former; judging whether the first phase process has phase jitter or not to obtain a first judgment result; and determining whether the frequency modulation signal source is a single fault machine or not by using the first judgment result. By adopting the scheme of the invention, a fault single machine causing the phase jitter problem of the SAR transceiving link can be positioned.)

SAR收发链路相位抖动问题定位方法

技术领域

本发明涉及雷达微波遥感领域，具体涉及一种合成孔径雷达(SAR，SyntheticAperture Radar)收发链路相位抖动问题定位方法。

背景技术

双基星载SAR是一种采用编队卫星形成基线并通过干涉处理来获取地表高程信息的技术。双星单独或编队重复飞行，利用三轨法获取地表形变。具体地，如图1所示，卫星多次航过同一目标区域，长时间内对同一目标区域进行多次观测，利用所获得的SAR复图像序列中包含的相位信息，采用先进的信号处理方法，获取在观测时间内发生的地表精确形变信息。干涉成像处理具有对相位信息敏感的特点，并需要雷达发射信号具有良好的相位稳定度。

SAR收发链路的工作原理如图2所示，调频信号源输出的线性调频信号经预功率放大器和可调衰减器调整功率后输入至微波组合，微波组合将输入的信号通过雷达接收机输出至数据形成器，数据形成器将输入的微波信号转化为数字信号，即雷达数据；对雷达数据进行数字脉冲压缩处理，进一步得到收发链路的相位历程。

雷达的总体设计使得SAR收发链路中的各个单机均需符合相位稳定度要求，在各个单机设备的调试、测试和验收测试过程中，如图3所示，可以利用矢量网络分析仪测试收发链路中调频信号源、预功率放大器的发射相位以及雷达接收机的接收相位，得到工作频带内的相位非线性、相位稳定度指标；收发链路中的微波组合为无源单机，其内部电路对相位特性的影响可以忽略。在本申请的单机调试、测试和验收测试阶段，对各单机的相位特性进行了指标测试，实测相位稳定度指标合格(即满足SAR干涉成像的需求)，均在0.2°以内。但在收发链路的集成测试阶段，收发链路的相位历程存在抖动问题，相位稳定度指标恶化为2°，不满足SAR干涉成像的需求。

并且，相关技术中收发链路的集成测试方法不能对引起相位历程抖动问题的故障单机进行定位。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种SAR收发链路相位抖动问题定位方法。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种SAR收发链路相位抖动问题定位方法，包括：

获取第一收发链路对应的第一相位历程；所述第一收发链路是由调频信号源、可调衰减器和数据形成器连接组成的；

判断所述第一相位历程是否存在相位抖动，得到第一判断结果；

利用第一判断结果，确定所述调频信号源是否为故障单机。

上述方案中，所述利用第一判断结果，确定所述调频信号源是否为故障单机，包括：

当所述第一判断结果表征所述第一相位历程存在相位抖动时，确定所述调频信号源为故障单机；

或者，

当所述第一判断结果表征所述第一相位历程未存在相位抖动时，确定所述调频信号源不是故障单机。

上述方案中，所述方法还包括：

确定所述调频信号源不是故障单机时，获取所述第二收发链路对应的第二相位历程；所述第二收发链路是在所述第一收发链路中连接第一单机后组成的；所述第一单机为以下之一：雷达接收机、微波组合、预功率放大器；

判断所述第二相位历程是否存在相位抖动，得到第二判断结果；

利用第二判断结果，确定所述第一单机是否为故障单机。

上述方案中，所述利用第二判断结果，确定所述第一单机是否为故障单机，包括：

当所述第二判断结果表征所述第二相位历程存在相位抖动时，确定所述第一单机为故障单机；

或者，

当所述第二判断结果表征所述第二相位历程未存在相位抖动时，确定所述第一单机不是故障单机。

上述方案中，所述方法还包括：

确定所述第一单机不是故障单机时，获取所述第三收发链路对应的第三相位历程；所述第三收发链路是在所述第二收发链路中连接第二单机后组成的；所述第二单机为雷达接收机、微波组合和预功率放大器中除第一单机外的两个单机中之一；

判断所述第三相位历程是否存在相位抖动，得到第三判断结果；

利用第三判断结果，确定所述第二单机是否为故障单机。

上述方案中，所述利用第三判断结果，确定所述第二单机是否为故障单机，包括：

当所述第三判断结果表征所述第三相位历程存在相位抖动时，确定所述第二单机为故障单机；

或者，

当所述第三判断结果表征所述第三相位历程未存在相位抖动时，确定所述第二单机不是故障单机。

上述方案中，确定所述第二单机不是故障单机时，确定第四收发链路中的第三单机为故障单机；所述第三单机为雷达接收机、微波组合和预功率放大器中除第一单机和第二单机外的单机；

所述第四收发链路是在所述第三收发链路中连接所述第三单机后组成的。

上述方案中，确定相应相位历程的相位稳定度指标大于0.5°时，确定所述相应相位历程存在相位抖动。

本发明实施例提供的技术方案，获取第一收发链路对应的第一相位历程；所述第一收发链路是由调频信号源、可调衰减器和数据形成器连接组成的；判断所述第一相位历程是否存在相位抖动，得到第一判断结果；利用第一判断结果，确定所述调频信号源是否为故障单机。本发明实施例的方案，对收发链路的相位历程是否存在抖动进行了判断，并根据判断结果确定收发链路中连接的单机是否是故障单机，因此，能够定位导致SAR收发链路相位抖动问题的故障单机。

附图说明

图1为星载SAR的卫星多次航过差分干涉成像示意图；

图2为SAR收发链路的工作原理示意图；

图3为SAR收发链路的各单机相位测试示意图；

图4为本发明实施例SAR收发链路相位抖动问题定位的方法流程示意图；

图5为本发明应用实施例调频信号源的故障排查连接示意图；

图6为本发明应用实施例雷达接收机的故障排查连接示意图；

图7为本发明应用实施例微波组合的故障排查连接示意图；

图8为本发明应用实施例收发链路的问题定位流程图。

具体实施方式

以下结合说明书附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细阐述。

在本发明的各种实施例中，采用排除法在SAR收发链路的集成测试状态下进行相位抖动问题的定位；具体地，先配置调频信号源、可调衰减器和数据形成器连接的收发链路，通过判断收发链路的相位历程是否存在抖动，确定调频信号源是否为故障单机。在确定调频信号源不是故障单机(即排除了调频信号源的故障)后，将预功率放大器、微波组合和雷达接收机按任意顺序分别连接至收发链路，以确定预功率放大器、微波组合和雷达接收机是否故障。

在本发明的各种实施例中，将判定收发链路的相位历程是否抖动的相位稳定度指标阈值设置为0.5°，也就是说，当收发链路的相位历程的相位稳定度指标大于0.5°时，确定该收发链路的相位历程存在抖动，当收发链路的相位历程的相位稳定度指标小于或等于0.5°时，确定该收发链路稳定(即未存在抖动)。实际应用时，相位稳定度指标阈值也可以是其它数值，可由用户根据需要自行设置。

本发明实施例提供一种SAR收发链路相位抖动问题定位方法，如图4所示，所述方法包括以下步骤：

步骤401：获取第一收发链路对应的第一相位历程；

这里，所述第一收发链路是由调频信号源、可调衰减器和数据形成器连接组成的。

步骤402：判断所述第一相位历程是否存在相位抖动，得到第一判断结果。

步骤403：利用第一判断结果，确定所述调频信号源是否为故障单机；

其中，当所述第一判断结果表征所述第一相位历程存在相位抖动时，确定所述调频信号源为故障单机；

当所述第一判断结果表征所述第一相位历程未存在相位抖动时，确定所述调频信号源不是故障单机。

在一实施例中，所述方法还包括：

确定所述调频信号源不是故障单机时，获取所述第二收发链路对应的第二相位历程；所述第二收发链路是在所述第一收发链路中连接第一单机后组成的；所述第一单机为以下之一：雷达接收机、微波组合、预功率放大器；

判断所述第二相位历程是否存在相位抖动，得到第二判断结果；

利用第二判断结果，确定所述第一单机是否为故障单机；

其中，当所述第二判断结果表征所述第二相位历程存在相位抖动时，确定所述第一单机为故障单机；

当所述第二判断结果表征所述第二相位历程未存在相位抖动时，确定所述第一单机不是故障单机。

在一实施例中，所述方法还包括：

确定所述第一单机不是故障单机时，获取所述第三收发链路对应的第三相位历程；所述第三收发链路是在所述第二收发链路中连接第二单机后组成的；所述第二单机为雷达接收机、微波组合和预功率放大器中除第一单机外的两个单机中之一；

判断所述第三相位历程是否存在相位抖动，得到第三判断结果；

利用第三判断结果，确定所述第二单机是否为故障单机；

其中，当所述第三判断结果表征所述第三相位历程存在相位抖动时，确定所述第二单机为故障单机；

当所述第三判断结果表征所述第三相位历程未存在相位抖动时，确定所述第二单机不是故障单机。

在一实施例中，确定所述第二单机不是故障单机时，确定第四收发链路中的第三单机为故障单机；

其中，所述第三单机为雷达接收机、微波组合和预功率放大器中除第一单机和第二单机外的单机；

所述第四收发链路是在所述第三收发链路中连接所述第三单机后组成的。

下面结合应用实施例对本发明再作进一步详细的描述。

在本应用实施例的SAR收发链路相位抖动问题定位方法中，先排查调频信号源是否为故障单机；再排查雷达接收机是否为故障单机；然后排查微波组合是否为故障单机；最后根据以上排查结果，直接确定预功率放大器是否为故障单机；所述方法具体包括以下步骤：

步骤1：判断调频信号源是否为故障单机。

具体地，如图5所示，将调频信号源、可调衰减器和数据形成器连接组成收发链路，使得调频信号源输出的线性调频信号通过可调衰减器输出至数据形成器；其中，可调衰减器的作用是衰减线性调频信号的功率，使得输出到数据形成器的信号满足数据形成器输入信号的功率要求；数据形成器将输入的微波信号变换为数字信号，对数字信号进行数字脉冲压缩处理，进一步得到收发链路的相位历程。

这里，如果相位历程稳定(即不存在抖动)，则可以确定调频信号源无故障；如果相位历程存在抖动(即相位稳定度指标大于0.5°)，则可以确定调频信号源是故障单机。

步骤2：判断雷达接收机是否为故障单机。

具体地，在确定调频信号源不是故障单机后，如图6所示，将雷达接收机连接至步骤1的收发链路中，使得调频信号源输出的线性调频信号通过可调衰减器和雷达接收机输出至数据形成器；其中，可调衰减器的作用是衰减线性调频信号的功率，使得输出到雷达接收机的信号满足雷达接收机输入信号的功率要求；数据形成器将输入的微波信号变换为数字信号，对数字信号进行数字脉冲压缩处理，进一步得到收发链路的相位历程。

这里，如果相位历程稳定(即不存在抖动)，则可以确定雷达接收机无故障；如果相位历程存在抖动(即相位稳定度指标大于0.5°)，则可以确定雷达接收机是故障单机。

步骤3：判断微波组合是否为故障单机。

具体地，在确定雷达接收机不是故障单机后，如图7所示，将微波组合连接至步骤2的收发链路中，使得调频信号源输出的线性调频信号通过可调衰减器、微波组合和雷达接收机输出至数据形成器；其中，可调衰减器的作用是衰减线性调频信号的功率，使得输出到微波组合的信号满足微波组合输入信号的功率要求；数据形成器将输入的微波信号变换为数字信号，对数字信号进行数字脉冲压缩处理，进一步得到收发链路的相位历程。

这里，如果相位历程稳定(即不存在抖动)，则可以确定微波组合无故障；如果相位历程存在抖动(即相位稳定度指标大于0.5°)，则可以确定微波组合是故障单机。

步骤4：在确定调频信号源、雷达接收机和微波组合均无故障后，将预功率放大器连接至步骤3的收发链路中，当收发链路出现相位抖动的故障时，由于已经排除了调频信号源、雷达接收机和微波组合的故障，依据排除法，可以直接确定预功率放大器是故障单机。

下面结合流程图对应用实施例的技术方案再作进一步详细的描述。

如图8所示，在由调频信号源、预功率放大器、可调衰减器、微波组合、雷达接收机和数据形成器连接组成的SAR收发链路中使用排除法定位故障单机，具体包括以下步骤：

步骤801：将调频信号源、可调衰减器和数据形成器连接组成收发链路，确定收发链路的相位历程，之后执行步骤802。

步骤802：判断相位历程是否稳定；若否，则确定调频信号源发生故障；若是，则执行步骤803。

步骤803：将雷达接收机连接至收发链路，确定收发链路的相位历程，之后执行步骤804。

步骤804：判断相位历程是否稳定；若否，则确定雷达接收机发生故障；若是，则执行步骤805。

步骤805：将微波组合连接至收发链路，确定收发链路的相位历程，之后执行步骤806。

步骤806：判断相位历程是否稳定；若否，则确定微波组合发生故障；若是，则执行步骤807。

步骤807：根据排除法，定位预功率放大器发生故障。

实际应用时，用户可以根据自己的需要，按照任意顺序排查预功率放大器、微波组合和雷达接收机的故障。

本应用实施例提供的方案，具备以下优点：

第一，解决了SAR系统收发链路相位抖动问题的故障定位。

第二，操作方法简单易行，适合用于机载、车载、地面SAR系统收发链路相位抖动问题的故障定位；对于星载SAR系统也可以初步将故障定位至单机设备，即还可以应用在单基、双基和多基星载SAR系统的相位问题定位中，或应用在调频信号源输出非线性调频信号的雷达系统中，应用范围广。

需要说明的是：本发明实施例中的“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

另外，本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。