[发明专利]一种基于STK的高精度卫星目标雷达回波信号生成方法

权利要求书

1.一种基于STK的高精度卫星目标雷达回波信号生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、根据回波信号的相位精度要求计算STK反馈卫星位置数据的时间间隔Δt_STK，然后在STK中搭建含有所有发射雷达、接收雷达和待观测卫星的STK仿真场景，并将STK仿真场景中的反馈卫星位置数据的时间间隔设定为Δt_STK；

步骤二、对任一回波信号传输路径，根据STK和信号传输模型，确定卫星对发射雷达和接收雷达均可见的若干个卫星可见时段；

步骤三、分别对每一个卫星可见时段的起始和终止时刻，计算卫星到发射雷达和接收雷达的距离，除以光速得到发射传输时延和接收传输时延，并确定有效回波信号的接收时段和发射时段

步骤四、根据接收雷达采样时刻的序列和有效回波信号的接收时段两者求交集得到的子集即收到有效回波信号的采样时刻序列，在中的补集即未收到有效回波信号的接收采样时刻序列，同时是的子集；

步骤五、通过STK获取在有效回波信号的发射时段内所有时刻的卫星位置数据其中，并且是Δt_STK的整数倍；

步骤六、根据步骤五所获取的内的卫星位置数据对中的任一有效回波信号的接收采样时刻通过线性内插法逐一计算发射时刻和目标时刻

步骤七、逐一对中的接收采样时刻计算信号的有效回波信号，若则令利用对应的发射时刻和目标时刻计算时刻的有效回波信号若有效回波信号

步骤八、根据接收噪声功率，在接收端采样时刻序列的任一时刻仿真接收信号中的噪声部分

步骤九、逐一对内的接收采样时刻的有效回波信号与噪声信号求和，得到雷达回波信号的仿真结果。

2.根据权利要求1所述的基于STK的高精度卫星目标雷达回波信号生成方法，其特征在于，步骤一中STK仿真场景具体为：

确定基于STK的高精度卫星目标的雷达回波信号生成系统的基本参数，系统包括地面上M台发射雷达、N台接收雷达以及太空中S颗待观测卫星，所有发射雷达和接收雷达的ECEF坐标以及待观测卫星的轨道根数均已知；定义系统的全局坐标系为ECEF坐标系，定义发射雷达和接收雷达的局部坐标系，并且假定发射雷达和接收雷达的位置、姿态和信号辐射的方向性均保持恒定；对于任一发射雷达、任一待观测卫星和任一接收雷达三者间的信号传输过程构成一条回波信号传输路径；假定所有卫星的RCS在时域和角度域恒定且已知。

3.根据权利要求1所述的基于STK的高精度卫星目标雷达回波信号生成方法，其特征在于，步骤一中STK反馈卫星位置数据的时间间隔Δt_STK取值的约束条件为：

其中，R_e为地球半径，M_e为地球质量，G为引力常量，w_e为地球自转角速率，H_tar,min为待观测卫星的最小轨道高度，f_c为信号频率，c为光速。

4.根据权利要求1所述的基于STK的高精度卫星目标雷达回波信号生成方法，其特征在于，步骤二中信号传输模型为：

发射信号记作S_tr(t)＝B(t)exp(jη)·exp(j2πf_ct)，B(t)是基带信号，η是发射信号的初相；发射雷达在发射时刻所发射的信号，经过自由空间传播后在目标时刻到达待观测卫星，信号随即被卫星散射，经过自由空间传播后在接收时刻到达接收雷达，接收雷达在时刻接收的来自目标的信号，经过下变频后，得到为：

其中，是基带信号的功率，是归一化后的基带信号，λ＝c/f_c是信号波长；为发射天线增益项，和分别表示在时刻卫星目标位置在发射雷达本地坐标系中的方位角和俯仰角，为接收天线增益项，和分别表示在时刻的卫星目标位置在接收雷达局部坐标系的方位角和俯仰角，和分别是时刻卫星到发射雷达和接收雷达的传输路径长度，σ是待观测卫星的RCS。