3. 内定标与外定标技术体系
星载雷达的校准体系可以按“校准信号从哪里来、经过哪条路径、最终约束哪个误差”划分为两大分支：内定标与外定标。内定标把校准信号注入雷达接收链路或发射链路内部，用于监测接收增益、发射功率、通道幅相一致性等随温度、时间漂移的电子学参数；外定标则借助地面已知特性的参考目标或设备，从雷达外部建立从发射、传播、散射到接收的完整闭环，用于标定绝对辐射精度、天线方向图、极化隔离度等系统级指标。二者不是替代关系，而是互补关系：内定标保证“雷达自身状态可测、可跟踪”，外定标保证“雷达测量结果可溯源到物理量”。
内定标回路：把已知信号注入链路
内定标的核心思想是在雷达内部构造一个幅度、相位、时延已知的参考信号，让它沿与真实回波相同或等效的路径传输，再通过比较参考信号与真实回波的差异，反推链路参数的变化。典型的内定标回路包括发射内定标和接收内定标两条支路。
接收内定标通常在低噪声放大器之后、接收机前端之前注入校准脉冲。校准脉冲由高稳定度晶振分频产生，经定向耦合器注入接收通道。雷达在发射前或发射后采集该脉冲，测量其幅度和相位，与出厂标定值比较，得到接收增益漂移量。例如某X波段星载SAR的接收内定标脉冲设计幅度为-60 dBm，在轨实测若变为-61.2 dBm，则接收增益相对基准下降约1.2 dB，该值可直接用于后续辐射校正。
发射内定标则通过耦合器从发射链路末端提取一小部分发射信号，经衰减、延迟后送回接收机。由于发射信号功率高，耦合器耦合度通常取-40 dB至-50 dB，再经固定衰减器降至接收机线性范围。通过测量发射耦合脉冲的幅度和相位，可以监测发射功率漂移、发射通道相位变化以及收发通道之间的相对时延。对于相控阵体制，内定标还需逐通道进行，即每个T/R组件内部设置校准耦合路径，依次开启单个通道并采集其校准信号，从而获得各通道的幅相一致性。
外定标设备与有源定标器
外定标需要在地面布设已知特性的参考目标。按参考目标是否主动发射信号，分为有源定标器和无源定标器。
有源定标器（Active Calibrator，又称转发器或应答器）内部包含接收天线、放大器、延迟线和发射天线。它接收雷达发射信号，经固定增益放大和精确延迟后转发回雷达。由于转发信号强度远高于背景杂波，且延迟可精确控制，有源定标器常用于绝对辐射定标、极化定标和几何定标。其等效雷达截面积（RCS）由内部增益和延迟决定，可表示为 σ = G²λ²/(4π)，其中G为定标器总增益，λ为波长。实际使用中，有源定标器需要精确测量其增益和延迟，并定期用标准仪器校准。例如某C波段有源定标器设计等效RCS为40 dBsm，在定标场中与雷达配合，可给出雷达接收链路的绝对增益常数。
有源定标器的适用条件包括：需要已知且稳定的等效RCS、需要与雷达波束精确对准、需要避免多径和杂波干扰。其优点是信号强、信杂比高、可主动控制；缺点是设备复杂、成本高、需要供电和维护。
无源定标器：角反射器与已知散射体
无源定标器依靠自身几何形状和材料特性提供已知RCS，最典型的是三面角反射器。三面角反射器由三个相互垂直的金属板组成，对入射波形成多次反射并沿原方向返回，其最大RCS可近似为 σ = 4πa⁴/(3λ²)，其中a为角反射器边长，λ为波长。例如边长1 m的三面角反射器在λ=0.03 m（X波段）时，理论最大RCS约为4π×1/(3×0.0009)≈4650 m²，即约36.7 dBsm。实际RCS受加工精度、表面平整度和对准角度影响，通常需要微波暗室或外场标定。
无源定标器的优点是结构简单、无需供电、成本低、长期稳定；缺点是RCS相对较小，易受背景杂波影响，且需要精确对准雷达视线。它适用于绝对辐射定标、天线方向图测量和极化定标。在星载雷达外定标中，通常会在定标场布设多个角反射器，形成定标阵列，通过测量各角反射器的回波幅度和相位，反演天线方向图、通道幅相和极化隔离度。
内外定标的分工与配合
内定标和外定标在误差补偿链路中承担不同角色。内定标提供高频次、高时间分辨率的电子学漂移监测，但它的参考基准本身会随时间变化，需要外定标定期“锚定”。外定标提供绝对基准，但受天气、轨道、设备可用性限制，无法频繁执行。典型策略是：发射前和发射后各执行一次内定标，获取接收增益、发射功率和通道相位的相对变化；在轨运行期间每隔数周或数月安排一次外定标，利用有源定标器和角反射器更新绝对定标常数；两次外定标之间，用内定标数据外推补偿电子学漂移。
下面这张图展示了内定标回路与外定标设备在雷达系统中的连接关系和数据流向。图中左侧为雷达内部链路，右侧为地面定标设备，中间通过天线和自由空间传播连接。
适用条件与选择依据
内定标适用于需要连续监测电子学参数、无法频繁访问地面定标场、且对绝对精度要求可通过外定标定期修正的场景。其前提是内定标信号源本身足够稳定，且注入路径与真实信号路径的差异可建模补偿。外定标适用于需要绝对辐射定标、天线方向图测量、极化定标和几何定标的场景。有源定标器适合需要高信杂比、可控延迟和已知等效RCS的场合；无源定标器适合长期稳定、低成本、无需供电的场合，但需要较大的RCS和良好的背景环境。
在实际工程中，内外定标数据需要联合处理。内定标给出相对变化量ΔGrx、ΔPtx、Δφ，外定标给出绝对定标常数K。最终辐射校正公式可写为：σ⁰ = K · (Pr / (ΔGrx · ΔPtx))，其中Pr为接收回波功率。通过这种方式，内定标的高频次监测与外定标的绝对基准结合，形成完整的校准闭环。
总结来说，内定标回路解决“雷达自身状态是否变化”的问题，外定标设备解决“雷达测量值对应多大物理量”的问题。有源定标器提供强信号和可控延迟，适合高精度绝对定标；无源定标器提供简单稳定的参考，适合长期监测和方向图测量。理解它们的原理、连接关系和适用条件，是设计星载雷达校准方案和进行误差补偿的基础。