本发明属于雷达，具体涉及一种内场空馈式雷达半实物仿真系统回波信噪比定标方法。
背景技术：
1、雷达作为一种具有全天时、全天候、探测距离远等优势的装备，在现代信息化战争中发挥着举足轻重的作用。雷达通过发射和接收回波信号不仅要实现发现和定位目标的功能，还要能够完成目标成像、目标识别和目标散射截面积测量等任务。外场实验是雷达在实际作战环境中进行系统性能校验和作战效能评估的一种有效手段。随着雷达系统复杂度日益上升和雷达技术的迭代速度不断加快，采用外场实验对雷达进行作战效能评估的成本越发昂贵和保密性受到严重威胁。因此，内场雷达半实物仿真系统仿真因其灵活性好、逼真度高、可复性高的特点，被广泛用于雷达系统性能校验和作战效能评估。
2、内场雷达半实物仿真系统仿真系统一般由射频前端、数字后端、线缆/天线等组成，通常在室内进行实验。内场雷达半实物仿真系统仿真可分为注入式和空馈式两种。其中，注入式射频前端的收发通道用线缆连接，信号在线缆中传输，目标和环境的特性由数学模型描述；而空馈式射频前端的收发通道与收发天线相连，将收发天线接入了探测回路，采用实际目标缩比模型构建仿真场景，模拟信号在介质中传播的真实过程。因此，相较于内场注入式半实物仿真系统，内场空馈式半实物仿真系统模拟的工作过程更加接近雷达探测的真实工作过程，逼真度更高。但是，信号在介质中的传播路径不可控和射频前端的实际发射功率和理论有偏差，导致原始回波信号的实际信噪比会与理论信噪比不一致，这会对数字后端的目标检测、目标识别、目标散射截面积测量、雷达探测威力等造成影响，所以内场空馈式半实物仿真系统需要对原始回波信号进行信噪比测量和补偿即信噪比定标。
3、现有信噪比定标方案包括：首先计算线性调频信号脉冲压缩后的峰值功率和噪声脉冲压缩后平均功率，并计算脉冲压缩后信号的信噪比；然后根据脉冲压缩增益计算脉冲压缩前原始回波的实际信噪比，最后根据实际信噪比与理论信噪比的大小关系进行对应的发射信号功率调整。
4、但是，现有信噪比定标技术方案通过计算脉冲压缩之后的信号信噪比反推原始回波实际信噪比的方法的计算效率较低，较为耗时，且不适用于复杂实验环境。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中所存在的上述问题，本发明提供了一种内场空馈式雷达半实物仿真系统回波信噪比定标方法。
2、本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
3、一种内场空馈式雷达半实物仿真系统回波信噪比定标方法，所述系统包括数字后端、射频前端和收发天线；其中，所述射频前端产生射频信号；所述射频信号通过所述收发天线向外发射；所述收发天线接收回波信号，对接收到的回波信号进行下变频、混频、模/数转换器采样之后形成回波数据传输至所述数字后端；
4、所述定标方法包括：
5、a、计算仿真场景下的理论信噪比；
6、b、对当前的回波数据进行量化，并计算回波信号的实际信噪比；
7、c、判断所述理论信噪比是否大于当前的实际信噪比；若判断结果为是，执行步骤d；若判断结果为否，执行步骤e；
8、d、调整所述射频前端的发射功率，重新计算回波信号的实际信噪比后执行步骤f；
9、e、对所述数字后端进行噪声补偿，重新计算回波信号的实际信噪比后执行步骤f；
10、f、判断当前计算的实际信噪比与所述理论信噪比的差值是否小于预设的阈值；若小于，完成定标；若不小于，接收新的回波数据，重新执行步骤b及后续步骤。
11、可选地，所述计算仿真场景下的理论信噪比，包括：
12、
13、其中，snrt所述理论信噪比，pt为雷达发射功率，gt为所述收发天线中的发射天线的增益，gr为所述收发天线中的接收天线的增益，λ为所述射频信号的波长，σ为目标散射截面积，r为目标与雷达之间的距离，k为波尔兹曼常数，t0为标准室温，b为所述射频信号的带宽，f为系统噪声系数，l为系统损耗。
14、可选地，所述对当前收到的回波数据进行量化，包括：
15、利用预设的量化系数，将当前模/数转换器采样之后形成的整型回波数据转换为浮点型回波数据。
16、可选地，所述根据量化后的回波数据计算回波信号的实际信噪比，包括：
17、计算量化后的回波数据的模值的平方，作为原始的回波信号；
18、从原始的回波信号中检测目标回波信号的起始位置和结束位置；
19、根据目标回波信号的起始位置和结束位置，从原始的回波信号中提取噪声样本和混合信号样本；所述混合信号样本是噪声与目标回波信号混合的信号样本；
20、根据所述噪声样本计算噪声功率，并根据所述混合信号样本计算目标回波信号功率；
21、根据所述噪声功率和所述目标回波信号功率计算回波信号的实际信噪比。
22、可选地，所述检测目标回波信号的起始位置和结束位置，包括：
23、利用双向单元平均恒虚警率检测算法或小波域相干边沿检测器检测目标回波信号的起始位置和结束位置。
24、可选地，所述噪声样本是长度为l的向量；所述混合信号样本是长度为m的向量；
25、所述根据所述噪声样本计算噪声功率，包括：
26、
27、其中，ni为噪声样本的第i个元素，pnr为噪声功率；
28、所述根据所述混合信号样本计算目标回波信号功率，包括：
29、
30、其中，si为混合信号样本的第j个元素，pnr为所述噪声功率；psr为目标回波信号功率。
31、可选地，利用双向单元平均恒虚警率检测算法检测目标回波信号的起始位置和结束位置的方式，包括：
32、设置双向单元平均恒虚警率检测算法的参考单元长度，并利用判决阈值计算公式计算双向单元平均恒虚警率检测算法的判决阈值；
33、将所述判决阈值和所述参考单元长度输入至所述双向单元平均恒虚警率检测算法，以利用双向单元平均恒虚警率检测算法检测目标回波信号的起始位置和结束位置；
34、所述判决阈值计算公式为：
35、
36、其中，pfa为恒虚警率，m是为双向单元平均恒虚警率检测算法设置的参考单元长度，xi为参考单元中的第i个样本，dth为判决阈值。
37、可选地，对所述数字后端进行噪声补偿的方式，包括：
38、利用下述公式计算数字后端需要补偿的噪声的功率：
39、
40、其中，psr为所述目标回波信号功率，snrt为理论信噪比，pnr为所述噪声功率；pnc为数字后端需要补偿的噪声的功率
41、根据pnc对所述数字后端进行噪声补偿。
42、可选地，调整所述射频前端的发射功率的方式，包括：
43、利用下述公式计算所述射频前端需要调整至的发射功率：
44、
45、其中，p为所述射频前端当前的发射功率，snrr为当前的实际信噪比；，p′为所述射频前端需要调整至的发射功率，snrt为所述理论信噪比；
46、确定p′对应的功率控制字，并将p′对应的功率控制字发送至所述射频前端，以使所述射频前端根据该功率控制字产生对应大小的射频信号。
47、与现有技术相比，本发明提供的内场空馈式雷达半实物仿真系统回波信噪比定标方法具有如下有益效果：
48、(1)现有的信噪比定标方案通过计算脉冲压缩之后的信号信噪比再反推原始回波信噪比，产生了计算误差，本发明直接对原始的回波数据进行信噪比测量能够避免该误差，提高了测量精度；
49、(2)现有信噪比定标方案通过计算脉冲压缩之后的信号信噪比再反推原始回波信噪比，该方案耗时长，效率低；本发明采用对原始回波进行信噪比测量的技术方案相对于现有技术方案降低了处理耗时，提高了测量效率；
50、(3)现有的信噪比定标方案只考虑了对信号发射功率调整的方案，而在本发明中使用了数字后端噪声补偿和射频前端发射功率调整这两种方法，能适用于复杂实验场景。
51、以下将结合附图及对本发明做进一步详细说明。
1.一种内场空馈式雷达半实物仿真系统回波信噪比定标方法，其特征在于，所述系统包括数字后端、射频前端和收发天线；其中，所述射频前端产生射频信号；所述射频信号通过所述收发天线向外发射；所述收发天线接收回波信号，对接收到的回波信号进行下变频、混频、模/数转换器采样之后形成回波数据传输至所述数字后端；
2.根据权利要求1所述的定标方法，其特征在于，所述计算仿真场景下的理论信噪比，包括：
3.根据权利要求1所述的定标方法，其特征在于，所述对当前收到的回波数据进行量化，包括：
4.根据权利要求1所述的定标方法，其特征在于，所述根据量化后的回波数据计算回波信号的实际信噪比，包括：
5.根据权利要求4所述的定标方法，其特征在于，所述检测目标回波信号的起始位置和结束位置，包括：
6.根据权利要求4所述的定标方法，其特征在于，所述噪声样本是长度为l的向量；所述混合信号样本是长度为m的向量；
7.根据权利要求5所述的定标方法，其特征在于，利用双向单元平均恒虚警率检测算法检测目标回波信号的起始位置和结束位置的方式，包括：
8.根据权利要求1所述的定标方法，其特征在于，对所述数字后端进行噪声补偿的方式，包括：
9.根据权利要求1所述的定标方法，其特征在于，调整所述射频前端的发射功率的方式，包括：
