一種雷達(dá)信號(hào)模擬源系統(tǒng)及其信號(hào)模擬方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雷達(dá)信號(hào)模擬源系統(tǒng)及其信號(hào)模擬方法，系統(tǒng)包含控制計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列、接口芯片、第一直接數(shù)字合成模塊、第二直接數(shù)字合成模塊、合成器、微波混頻模塊、數(shù)字衰減器；模擬方法，包含以下步驟：步驟1、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列接受控制信號(hào)；步驟2、計(jì)算出所需要的控制字；步驟3、第一直接數(shù)字合成模塊及第二直接數(shù)字合成模塊產(chǎn)生目標(biāo)回波信號(hào)、速度拖引信號(hào)及噪聲信號(hào)；步驟4、合成器生成合成信號(hào)；步驟5、微波混頻模塊生成混頻信號(hào)；步驟6、數(shù)字衰減器接受雷達(dá)回波功率與混頻信號(hào)后輸出雷達(dá)回波模擬信號(hào)。
【專利說(shuō)明】一種雷達(dá)信號(hào)模擬源系統(tǒng)及其信號(hào)模擬方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及雷達(dá)導(dǎo)引頭仿真測(cè)試設(shè)備雷達(dá)信號(hào)模擬，具體涉及一種雷達(dá)信號(hào)模擬源系統(tǒng)及其信號(hào)模擬方法。
【背景技術(shù)】
[0002]脈沖多普勒雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)為高重頻脈沖調(diào)制信號(hào)，發(fā)射信號(hào)遇到目標(biāo)及欺騙性干擾目標(biāo)后發(fā)生散射，目標(biāo)回波及雜波信號(hào)被雷達(dá)接收機(jī)接收，經(jīng)過(guò)雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)得到目標(biāo)的距離、速度、角度等信息。雷達(dá)信號(hào)模擬源主要用于模擬真實(shí)環(huán)境下雷達(dá)接收機(jī)接收到的雷達(dá)信號(hào)，完成實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件下對(duì)雷達(dá)回波接收機(jī)接收性能的測(cè)試，驗(yàn)證雷達(dá)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能技術(shù)指標(biāo)及抗干擾能力。
[0003]目前雷達(dá)信號(hào)模擬源的設(shè)計(jì)方法主要分為兩種:第一種是基于數(shù)字儲(chǔ)頻技術(shù)的信號(hào)模擬源設(shè)計(jì)，第二種是基于直接數(shù)字合成技術(shù)的信號(hào)模擬源設(shè)計(jì)。第一種技術(shù)設(shè)計(jì)的模擬源通用性較強(qiáng)，但硬件復(fù)雜度較高，成本高昂。第二種技術(shù)設(shè)計(jì)的模擬源硬件簡(jiǎn)單、成本低，但是通用性較差，而且難以模擬較復(fù)雜的雷達(dá)信號(hào)，往往僅模擬單純的點(diǎn)目標(biāo)回波信號(hào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種雷達(dá)信號(hào)模擬源系統(tǒng)及其信號(hào)模擬方法，可以模擬雷達(dá)雙通道目標(biāo)回波模擬信號(hào)，模擬速度拖引信號(hào)及噪聲信號(hào)，降低了雷達(dá)信號(hào)模擬源系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)復(fù)雜度，縮減了系統(tǒng)構(gòu)建硬件成本。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種雷達(dá)信號(hào)模擬源系統(tǒng)，其特點(diǎn)是，包含:控制計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列、接口芯片、第一直接數(shù)字合成模塊、第二直接數(shù)字合成模塊、合成器、微波混頻模塊、數(shù)字衰減器；
上述的控制計(jì)算機(jī)的模擬源控制信號(hào)輸出端與現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的輸入端通過(guò)接口芯片連接；
上述的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的三路輸出分別連接第一直接數(shù)字合成模塊的輸入端、第二直接數(shù)字合成模塊的輸入端及數(shù)字衰減器的輸入端連接；
上述的第一直接數(shù)字合成模塊的輸出端及第二直接數(shù)字合成模塊的輸出端與合成器的輸入端；
上述的合成器的輸出端與微波混頻模塊的輸入端連接；
上述的微波混頻模塊的輸出端與數(shù)字衰減器的輸入端連接。
[0006]上述的微波混頻模塊還包含主振遙測(cè)信號(hào)輸入端。
[0007]上述的數(shù)字衰減器包含雷達(dá)模擬信號(hào)輸出端。
[0008]一種用于上述雷達(dá)信號(hào)模擬源系統(tǒng)的信號(hào)模擬方法，其特點(diǎn)是，包含以下步驟: 步驟1、控制計(jì)算機(jī)發(fā)出模擬源控制信號(hào)指令到現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列；
步驟2、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列接受指令后計(jì)算出所需要的控制字；步驟3、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列按照時(shí)序要求控制第一直接數(shù)字合成模塊及第二直接數(shù)字合成模塊產(chǎn)生目標(biāo)回波信號(hào)、速度拖引信號(hào)及噪聲信號(hào)；
步驟4、合成器將目標(biāo)回波信號(hào)、速度拖引信號(hào)及噪聲信號(hào)合成，生成合成信號(hào)；
步驟5、微波混頻模塊輸入主振遙測(cè)信號(hào)，與合成信號(hào)混頻后生成混頻信號(hào)輸入到數(shù)字衰減器；
步驟6、數(shù)字衰減器接受現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列產(chǎn)生的雷達(dá)回波功率與微波混頻模塊的混頻信號(hào)后輸出雷達(dá)回波模擬信號(hào)。
[0009]上述的步驟2中的控制字包含目標(biāo)距離模擬、目標(biāo)速度模擬、噪聲模擬、速度拖引信號(hào)模擬、動(dòng)態(tài)目標(biāo)模擬；
上述的目標(biāo)距離模擬是現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列根據(jù)所需要的距離信息計(jì)算出對(duì)應(yīng)的信號(hào)延時(shí)，并對(duì)模擬信號(hào)相對(duì)于雷達(dá)基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的延時(shí)；
上述的目標(biāo)速度模擬是現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列根據(jù)目標(biāo)的速度計(jì)算出對(duì)應(yīng)的多普勒頻率信息，得到對(duì)應(yīng)的第一直接數(shù)字合成模塊的頻率字及第二直接數(shù)字合成模塊的頻率字；
上述的噪聲模擬是由現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列產(chǎn)生均勻分布的隨機(jī)序列，通過(guò)該隨機(jī)序列控制第一直接數(shù)字合成模塊的高速并口頻率字及第二直接數(shù)字合成模塊的高速并口頻率字，產(chǎn)生所需要的噪聲信號(hào)；
上述的速度拖引信號(hào)模擬是現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列根據(jù)速度拖引信號(hào)的參數(shù)，得到所需要掃頻信號(hào)的掃頻方式、掃頻帶寬及掃頻時(shí)間，然后控制第一直接數(shù)字合成模塊及第二直接數(shù)字合成模塊產(chǎn)生掃頻信號(hào)；
上述的動(dòng)態(tài)目標(biāo)模擬是現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列根據(jù)目標(biāo)速度實(shí)時(shí)相應(yīng)地改變目標(biāo)距離，同時(shí)根據(jù)雷達(dá)方程計(jì)算出模擬信號(hào)的衰減值控制數(shù)字衰減器(8 )完成動(dòng)態(tài)目標(biāo)回波強(qiáng)度的模擬。`
[0010]上述的雷達(dá)方程為
【權(quán)利要求】
1.一種雷達(dá)信號(hào)模擬源系統(tǒng)，其特征在于，包含: 控制計(jì)算機(jī)(I)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(2)、接口芯片(3)、第一直接數(shù)字合成模塊(4)、第二直接數(shù)字合成模塊(5)、合成器(6)、微波混頻模塊(7)、數(shù)字衰減器(8); 所述的控制計(jì)算機(jī)(I)的模擬源控制信號(hào)輸出端與現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(2)的輸入端通過(guò)接口芯片(3)連接； 所述的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(2)的三路輸出分別連接第一直接數(shù)字合成模塊(4)的輸入端、第二直接數(shù)字合成模塊(5)的輸入端及數(shù)字衰減器(8)的輸入端連接； 所述的第一直接數(shù)字合成模塊(4)的輸出端及第二直接數(shù)字合成模塊(5)的輸出端與合成器(6)的輸入端； 所述的合成器(6)的輸出端與微波混頻模塊(7)的輸入端連接； 所述的微波混頻模塊(7)的輸出端與數(shù)字衰減器(8)的輸入端連接。
2.如權(quán)利要求1所述的雷達(dá)信號(hào)模擬源系統(tǒng)，其特征在于，所述的微波混頻模塊(7)還包含主振遙測(cè)信號(hào)輸入端。
3.如權(quán)利要求1所述的雷達(dá)信號(hào)模擬源系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)字衰減器(8)包含雷達(dá)模擬信號(hào)輸出端。
4.一種用于上述雷達(dá)信號(hào)模擬源系統(tǒng)的信號(hào)模擬方法，其特征在于，包含以下步驟: 步驟1、控制計(jì)算機(jī)(I)發(fā)出模擬源控制信號(hào)指令到現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(2)； 步驟2、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(2)接受指令后計(jì)算出所需要的控制字； 步驟3、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(2)按照計(jì)算出的信號(hào)延時(shí)時(shí)間及多普勒頻率控制第一直接數(shù)字合成模塊(4)及第二直接數(shù)字合成模塊(5)產(chǎn)生目標(biāo)回波信號(hào)、速度拖引信號(hào)及噪聲信號(hào); 步驟4、合成器(6)將目標(biāo)回波信號(hào)、速度拖引信號(hào)及噪聲信號(hào)合成，生成合成信號(hào)；步驟5、微波混頻模塊(7)輸入主振遙測(cè)信號(hào)，與合成信號(hào)混頻后生成混頻信號(hào)輸入到數(shù)字衰減器(8)； 步驟6、數(shù)字衰減器(8)接受現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(2)產(chǎn)生的雷達(dá)回波功率與微波混頻模塊(7)的混頻信號(hào)后輸出雷達(dá)回波模擬信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的信號(hào)模擬方法，其特征在于，所述的步驟2中的控制字包含目標(biāo)距離模擬、目標(biāo)速度模擬、噪聲模擬、速度拖引信號(hào)模擬、動(dòng)態(tài)目標(biāo)模擬； 所述的目標(biāo)距離模擬是現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(2)根據(jù)所需要的距離信息計(jì)算出對(duì)應(yīng)的信號(hào)延時(shí)，并對(duì)模擬信號(hào)相對(duì)于雷達(dá)基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的延時(shí)； 所述的目標(biāo)速度模擬是現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(2)根據(jù)目標(biāo)的速度計(jì)算出對(duì)應(yīng)的多普勒頻率信息，得到對(duì)應(yīng)的第一直接數(shù)字合成模塊(4)的頻率字及第二直接數(shù)字合成模塊(5)的頻率字； 所述的噪聲模擬是由現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(2)產(chǎn)生均勻分布的隨機(jī)序列，通過(guò)該隨機(jī)序列控制第一直接數(shù)字合成模塊(4)的高速并口頻率字及第二直接數(shù)字合成模塊(5)的高速并口頻率字，產(chǎn)生所需要的噪聲信號(hào)； 所述的速度拖引信號(hào)模擬是現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(2)根據(jù)速度拖引信號(hào)的參數(shù)，得到所需要掃頻信號(hào)的掃頻方式、掃頻帶寬及掃頻時(shí)間，然后控制第一直接數(shù)字合成模塊(4)及第二直接數(shù)字合成模塊(5)產(chǎn)生掃頻信號(hào)；所述的動(dòng)態(tài)目標(biāo)模擬是現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(2)根據(jù)目標(biāo)速度實(shí)時(shí)相應(yīng)地改變目標(biāo)距離，同時(shí)根據(jù)雷達(dá)方程計(jì)算出模擬信號(hào)的衰減值控制數(shù)字衰減器(8)完成動(dòng)態(tài)目標(biāo)回波強(qiáng)度的模擬。
6.如權(quán)利要求5所述的信號(hào)模擬方法，其特征在于，所述的雷達(dá)方程為
【文檔編號(hào)】G01S7/40GK103558590SQ201310574439
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】邵晟, 盧巖輝, 周郁, 劉瑩, 姜海衛(wèi) 申請(qǐng)人:上海無(wú)線電設(shè)備研究所