(19)中华人民共和国国家知识产权局
| (12)发明专利说明书 | |
| (10)申请公布号 CN 1246622 A (43)申请公布日 2000.03.08 |
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(21)申请号 CN98117647.X
(22)申请日 1998.08.28
(71)申请人 中国科学院空间科学与应用研究中心
地址 100080 北京市海淀区中关村南二条1号
(72)发明人 许可 周宁 李茂堂 阎敬业
(74)专利代理机构 上海华东专利事务所
代理人 高存秀
(51)Int.CI
G01S13/00
(54)发明名称
(57)摘要
本发明涉及一种遥感技术和设备,本发明的目的是提供一种获取星载海洋雷达高度计中频仿真信号的方法和设备。利用该方法中所采用的全中频数字仿真模型,实现了实时提供星载海洋雷达高度计中频回波仿真信号的功能,为星载海洋雷达高度计的地面测试和校准提供了有效手段。 | |
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法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1、一种获取海洋雷达高度计中频仿真信号的设备，其特征在于：
该设备由监控PC机(1)，仿真器处理单元(2)，外围接口(3)，数据输出端口(4)，高速寻址逻辑(5)，D/A单元(6)，D/A单元(7)，低通滤波器(8)和低通滤波器(9)组成； 监控PC机(1)将仿真器处理单元(2)的运行软件和仿真环境数据送入仿真器处理单元(2)，监控PC机(1)同时还接受并实时以图形的方式显示仿真器处理单元(2)的处理结果，该仿真器处理单元(2)从外围接口(3)接收来自高度计数控单元的粗距离字、AGC值和输出门控信号，外围接口(3)接收来自高度计数控单元的粗距离字和AGC值，并将数据传送给仿真器处理单元(2)，外围接口(3)接收高速寻址逻辑(5)的输出门控信号，并将该信号传送给仿真器处理单元(
2)，使仿真器处理单元(2)在高速寻址期间不向数据输出端口(4)输出数据，数据输出端口(4)将其存储的数据送入D/A单元(6)和D/A单元(7)分别实现I信号和Q信号的D/A转换，高速寻址逻辑(5)用来提供数据输出端口(4)的快速寻址和D/A变换使能信号，D/A变换后的I、Q模拟信号被送入低通滤波器(8)和低通滤波器(9)，低通滤波器(8)和低通滤波器(9)将滤波后的I、Q信号送给高度计的数控单元。
2、一种获取海洋雷达高度计中频仿真信号的方法，其特征在于：监控PC机(1)将仿真器处理单元(2)的运行软件和仿真环境数据送入仿真器处理单元(2)，监控PC机(1)同时还接受并实时以图形的方式显示仿真器处理单元(2)的处理结果，该仿真器处理单元(2)从外围接口(3)接收来自高度计数控单元的粗距离字、AGC值和输出门控信号，外围接口(3)接收来自高度计数控单元的粗距离字和AGC值，并将数据传送给仿真器处理单元(2)，外围接口(3)接收高速寻址逻辑(5)的输出门控信号，并将该信号传送给仿真器处理单元(2)，使仿真器处理单元(2)在高速寻址期间不向数据输出端口(4)输出数据，数据输出端口(4)将其存储的数据送入D/A单元(6)和D/A单元(7)分别实现I信号和Q信号的D/A转换，高速寻址逻辑(5)用来提供数据输出端口(4)的快速寻址和D/A变换使能信号，D/A变换后的I、Q模拟信号被送入低通滤波器(8)和低通滤波器(9)，低通滤波器(8)和低通滤波器(9)将滤波后的I、Q信号送给高度计的数控单元。
3、如权利要求1所述的获取海洋雷达高度计中频仿真信号的设备，其特征在于：所述的仿真器处理单元(2)是一个基于TMS320C30的高速信号处理系统。
4、如权利要求1所述的获取海洋雷达高度计中频仿真信号的设备，其特征在于：所述的外围接口(3)接收来自高度计数控单元的粗距离字和AGC值，这两种数据是以串行的方式进入外围接口(3)的，外围接口(3)实现将串行数据转换成并行数据，并将该数据通过并行口传送给仿真器处理单元(2)。
5、如权利要求1所述的获取海洋雷达高度计中频仿真信号的设备，其特征在于：所述的数据输出端口(4)是一个高速双RAM缓存区。
说 明 书
本发明涉及一种遥感技术和设备，特别是涉及一种采用全中频数字仿真模型来提供星载海洋雷达高度计中频回波仿真信号的方法和设备。
星载海洋雷达高度计是一种新型的主动式海洋遥感仪器，它能在大范围内实时地、全天候地
测量卫星平台到海面的平均高度、有效波高和海面的后向散射系数。利用高度计数据可以反演大地水准面等海洋参数，为进一步科学的认识海洋，合理的开发海洋资源提供了一种科学的测量手段。
星载海洋雷达高度计的地面仿真设备十分重要，为了完成地面测试和校准，要求地面仿真设备能提供遥感器在卫星上工作的数据环境。传统的中频仿真设备实现的原理框图如图1所示，参见RadarAltimeter Test and Calibration Study，ESS/SS 1077，July 1982，其中信号生成器产生带有海面回波噪声的正交数字信号(I、Q)，它们各有64个采样点的数据，将它们存储于快速RAM中，通过D/A变换生成模拟信号，再通过一个合成器，实现和白噪声的叠加，然后过一个低通滤波器和一个可调增益放大器，其可调增益放大器用来完成来自高度计数控AGC的调节作用，即通过查寻数字衰减表实现I、Q信号的增益调整。
从上面的分析可以看出，传统的中频仿真设备在实现上有两个难点：一个是白噪声的叠加过程，因为I、Q信号是从0频～截止频率的通带信号，在这里是0～1.35MHz，要实现这种通带内的白噪声的线性叠加是比较困难的；二是可调增益放大器，因为受放大器线性度的影响，I、Q信号要做到线性放大很困难，其放大器的通带性能会引起I、Q信号的失真，所以传统的中频仿真设备的实现是以牺牲信噪比为代价的。
本发明的目的之一就是克服已有技术的缺陷，提供一种能够获得较为理想的中频回波仿真信号的方法。
本发明的目的之二是提供一种基于全中频数字仿真模型以获取上述较为理想的中频回波仿真信号的设备。
本发明的任务是这样实现的：本发明提出了一种全中频数字仿真模型，在传统的中频仿真设备模型的基础上将白噪声的叠加过程和AGC的控制过程用软件来实现，其采用软件叠加白噪声的原因是由于I、Q信号在叠加白噪声后，通过了一个低通滤波器，这样实际上叠加的是一限带白噪声，所以这一过程可以通过在信号生成器中直接在I、Q信号功率谱上叠加限带白噪声的方法来实现，这种方法是由软件来实现的；另外AGC的控制也可以采用软件的办法来实现，即当信号生成器生成离散的I、Q信号以后，用AGC的数值来调整I、Q信号的幅度，从而完成了AGC的控制。由于白噪声的叠加和AGC的控制都是采用数字技术来实现，取代了传统的模拟方法，所以信噪比提高了。
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