本發(fā)明涉及一種主要應(yīng)用于通訊、氣象探測、遙感遙測、目標(biāo)檢測與測量等民用領(lǐng)域中，為毫米波雷達(dá)系統(tǒng)性能評(píng)估提供的一種模擬系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)越來越復(fù)雜，雷達(dá)系統(tǒng)性能評(píng)估模擬技術(shù)被廣泛應(yīng)用。雷達(dá)目標(biāo)與背景回波信號(hào)的模擬在雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試和驗(yàn)收過程中具有非常重要的作用，是雷達(dá)系統(tǒng)性能評(píng)估的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著科技發(fā)展和需求的不斷提高，雷達(dá)系統(tǒng)的復(fù)雜度越來越高，種類越來越多，面臨的工作環(huán)境復(fù)雜，雷達(dá)系統(tǒng)的性能評(píng)估也變得越來越困難。在這種條件下，采用性能評(píng)估模擬系統(tǒng)成為解決該問題的有效手段。雷達(dá)系統(tǒng)主要用于探測目標(biāo)的存在，測量目標(biāo)的徑向距離、徑向速度和相對(duì)角度信息，目前，雷達(dá)性能評(píng)估常采用目標(biāo)回波模擬方法，利用模擬的目標(biāo)回波信號(hào)，可驗(yàn)證雷達(dá)系統(tǒng)的測速或測距性能，但要同時(shí)驗(yàn)證評(píng)估雷達(dá)系統(tǒng)的測速、測距和測角性能，采用常規(guī)的目標(biāo)回波模擬方法是不可行的。

隨著雷達(dá)技術(shù)的不斷發(fā)展，雷達(dá)所要實(shí)現(xiàn)的任務(wù)不僅是準(zhǔn)確測量目標(biāo)的距離、方位角和俯仰角，而且還包括準(zhǔn)確測量目標(biāo)的速度，以及從目標(biāo)回波信號(hào)中獲取更多有關(guān)目標(biāo)的信息。伴隨著毫米波技術(shù)的發(fā)展，毫米波電子元器件的價(jià)格越來越低，為毫米波雷達(dá)廣泛應(yīng)用于我國的民用領(lǐng)域奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。毫米波雷達(dá)系統(tǒng)的工作原理是向目標(biāo)發(fā)射毫米波頻段的電磁波信號(hào)，電磁波信號(hào)在空間傳播過程中，遇到物體如汽車、行人、建筑物以及地面等目標(biāo)，這些目標(biāo)將反射一定能量的電磁波信號(hào)送回至毫米波雷達(dá)系統(tǒng)，由毫米波雷達(dá)系統(tǒng)的天線接收后，通過相應(yīng)的處理就可得到目標(biāo)的相關(guān)信息。因此，毫米波雷達(dá)是通過獲取目標(biāo)反射回來的回波信號(hào)來探測目標(biāo)的，若一些目標(biāo)不反射毫米波信號(hào)或反射的毫米波信號(hào)很弱，甚至于不滿足雷達(dá)系統(tǒng)的信號(hào)檢測門限時(shí)，則毫米波雷達(dá)就不能準(zhǔn)確探測到這些目標(biāo)，暗室就是這種工作機(jī)理，暗室內(nèi)各反射面安裝了相應(yīng)頻段的電磁波吸收材料，可吸收對(duì)應(yīng)頻段的電磁波信號(hào)，吸收材料的長度與欲吸收的電磁頻率有關(guān)，欲吸收的電磁頻率越低，吸收材料的長度越長，一般吸收材料的長度應(yīng)該不小于最低吸收頻率信號(hào)波長的0.25倍，因此，工作信號(hào)的頻率越低，則吸收材料的長度就越長，如米波頻段以下的吸收材料極難實(shí)現(xiàn)，且造價(jià)昂貴。一旦暗室內(nèi)放置的雷達(dá)發(fā)射出信號(hào)，當(dāng)雷達(dá)信號(hào)到達(dá)暗室內(nèi)的各個(gè)反射面后，各個(gè)反射面將吸收雷達(dá)信號(hào)的大部分能量，從而由反射面反射出來的雷達(dá)信號(hào)就很弱，雷達(dá)就不會(huì)接收到來至于各個(gè)方向反射物所反射的多徑信號(hào)。在暗室內(nèi)工作的雷達(dá)只有處于確?！案蓛簟钡碾姶蓬l譜環(huán)境條件下，方可對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)的性能指標(biāo)進(jìn)行測試評(píng)估。

毫米波天線是毫米波雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)射和接收毫米波頻段電磁波信號(hào)的重要組成部分。在實(shí)際應(yīng)用中，毫米波雷達(dá)探測目標(biāo)時(shí)，具有一定天線波束寬度的毫米波天線發(fā)射出電磁波信號(hào)，往往位于雷達(dá)威力作用區(qū)域且在天線波束范圍內(nèi)的所有目標(biāo)均對(duì)毫米波頻段的電磁波信號(hào)進(jìn)行了反射，這樣毫米波雷達(dá)將同時(shí)接收到來自天線波束范圍內(nèi)的所有目標(biāo)的反射信號(hào)，特別是處于雷達(dá)距離分辨率范圍內(nèi)的多個(gè)目標(biāo)，雷達(dá)將無法進(jìn)行分辨，認(rèn)為是同一個(gè)目標(biāo)的反射信號(hào)，而處于雷達(dá)距離分辨率范圍之外的多個(gè)目標(biāo)，雷達(dá)雖然可以進(jìn)行分辨，但雷達(dá)系統(tǒng)目標(biāo)處理的復(fù)雜度將大大增加，雷達(dá)系統(tǒng)在這樣復(fù)雜的工作環(huán)境條件下，要對(duì)其性能指標(biāo)進(jìn)行精確評(píng)估是非常困難的。

盡管現(xiàn)有雷達(dá)系統(tǒng)模擬技術(shù)及高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采集、處理、存儲(chǔ)等各個(gè)設(shè)計(jì)方面取得了非常大的進(jìn)步，由于毫米波雷達(dá)應(yīng)用的環(huán)境越來越復(fù)雜，要得到一個(gè)相對(duì)完善的可對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)性能進(jìn)行有效評(píng)估的模擬系統(tǒng)，涉及到的內(nèi)容十分廣泛和復(fù)雜，還有很多方面需要進(jìn)一步改善和提高。隨著毫米波雷達(dá)在民用領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，低成本、輕重量以及小型化毫米波雷達(dá)需求迫切，毫米波雷達(dá)產(chǎn)品批量生產(chǎn)后，由于所使用的電子元器件技術(shù)參數(shù)精度的偏差和系統(tǒng)加工誤差，每套毫米波雷達(dá)產(chǎn)品必須進(jìn)行性能指標(biāo)測試驗(yàn)證，然而毫米波雷達(dá)在復(fù)雜電磁環(huán)境和復(fù)雜的目標(biāo)環(huán)境下測試面臨各種多徑信號(hào)的干擾影響，存在易導(dǎo)致毫米波雷達(dá)性能指標(biāo)無法有效測試評(píng)估的問題，而模擬雷達(dá)回波信號(hào)有實(shí)時(shí)性的要求，因此在實(shí)現(xiàn)過程中，為毫米波雷達(dá)提供“干凈”的電磁頻譜測試工作環(huán)境，并在該環(huán)境條件下可精確模擬評(píng)估毫米波雷達(dá)系統(tǒng)的性能，是保障毫米波雷達(dá)批量測試的前提條件和基礎(chǔ)，因此，設(shè)計(jì)毫米波雷達(dá)性能評(píng)估模擬系統(tǒng)是迫切需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有毫米波雷達(dá)系統(tǒng)性能和指標(biāo)評(píng)估的不足之處，提供一種實(shí)現(xiàn)技術(shù)難度小，方便指標(biāo)評(píng)估，能夠?qū)撩撞ɡ走_(dá)系統(tǒng)性能進(jìn)行有效評(píng)估的模擬系統(tǒng)。以解決毫米波雷達(dá)性能指標(biāo)評(píng)估困難的問題。

本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)問題所采用的方案是：一種毫米波雷達(dá)性能評(píng)估模擬系統(tǒng)，包括：目標(biāo)回波模擬裝置、設(shè)置在長方體暗箱中的毫米波雷達(dá)和毫米波收發(fā)天線，其特征在于：目標(biāo)回波模擬裝置通過高頻電纜連接設(shè)置在長方體暗箱內(nèi)一側(cè)端面的毫米波收發(fā)天線，毫米波雷達(dá)設(shè)置在對(duì)應(yīng)于所述毫米波收發(fā)天線的另一側(cè)；毫米波收發(fā)天線的接收部分接收毫米波雷達(dá)發(fā)射的毫米波頻段連續(xù)波雷達(dá)信號(hào)，將連續(xù)波雷達(dá)信號(hào)通過高頻電纜送出至長方體暗箱外的目標(biāo)回波模擬裝置，目標(biāo)回波模擬裝置對(duì)連續(xù)波雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行變頻、衰減和放大處理后，將輸出模擬靜止或運(yùn)動(dòng)目標(biāo)反射的回波信號(hào)送入毫米波收發(fā)天線中的發(fā)射部分，發(fā)射部分輻射出模擬的目標(biāo)回波信號(hào)，經(jīng)長方體暗箱內(nèi)的空間傳播后，由毫米波雷達(dá)進(jìn)行接收和實(shí)現(xiàn)接收信號(hào)的處理，從而就可精確評(píng)估毫米波雷達(dá)的性能。

本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果：

技術(shù)難度小。本發(fā)明針對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境和目標(biāo)處理的復(fù)雜度，綜合考慮長方體暗箱尺寸、吸波材料反射率、測試方位、天線特性及極化方向、測試頻率等測試條件，采用長方體暗箱內(nèi)的一個(gè)端面放置毫米波收發(fā)天線，與安裝毫米波收發(fā)天線端面相平行的對(duì)應(yīng)端面內(nèi)放置毫米波雷達(dá)，毫米波雷達(dá)向暗箱內(nèi)的毫米波收發(fā)天線輻射毫米波頻段的連續(xù)波雷達(dá)信號(hào)，通過長方體暗箱、目標(biāo)回波模擬裝置以及毫米波收發(fā)天線就可搭建出區(qū)別于易受環(huán)境、物質(zhì)、技術(shù)等條件限制的毫米波雷達(dá)系統(tǒng)的性能評(píng)估模擬環(huán)境，環(huán)境具有良好可控性，易于移植應(yīng)用到不同實(shí)際背景中，利用目標(biāo)回波模擬裝置可實(shí)時(shí)響應(yīng)雷達(dá)操作命令或背景變化產(chǎn)生不同的回波信號(hào)，匹配毫米波雷達(dá)的應(yīng)用波形參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)毫米波雷達(dá)性能的有效評(píng)估，解決了毫米波雷達(dá)面臨復(fù)雜的工作環(huán)境條件下的性能評(píng)估問題。

方便指標(biāo)評(píng)估。本發(fā)明采用毫米波收發(fā)天線中的接收部分將毫米波頻段的連續(xù)波雷達(dá)信號(hào)通過高頻電纜送出至長方體暗箱外的目標(biāo)回波模擬裝置，目標(biāo)回波模擬裝置對(duì)毫米波頻段的連續(xù)波雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行變頻、衰減和放大處理后，通過目標(biāo)模擬通道實(shí)現(xiàn)輸出模擬靜止或運(yùn)動(dòng)目標(biāo)反射的回波信號(hào)送暗箱內(nèi)毫米波收發(fā)天線中的發(fā)射部分，由毫米波收發(fā)天線中的發(fā)射部分向毫米波雷達(dá)輻射模擬的目標(biāo)回波信號(hào)，實(shí)現(xiàn)毫米波雷達(dá)目標(biāo)回波信號(hào)的實(shí)時(shí)模擬，可根據(jù)不同應(yīng)用目的和任務(wù)提供相應(yīng)的回波信號(hào)參數(shù)模擬，并為毫米波雷達(dá)提供了“干凈”的電磁頻譜測試工作環(huán)境，方便快速評(píng)估毫米波雷達(dá)系統(tǒng)的性能。

能夠?qū)撩撞ɡ走_(dá)系統(tǒng)性能進(jìn)行有效評(píng)估。本發(fā)明針對(duì)毫米波雷達(dá)在復(fù)雜電磁環(huán)境下測試所面臨各種多徑信號(hào)的干擾影響問題，將待測試的毫米波雷達(dá)放置在長方體暗箱一端，通過長方體暗箱內(nèi)的毫米波收發(fā)天線來模擬目標(biāo)接收和反射毫米波雷達(dá)信號(hào)，能夠精確模擬毫米波雷達(dá)目標(biāo)回波信號(hào)，目標(biāo)回波信號(hào)不會(huì)受到一些多徑信號(hào)的干擾，解決了毫米波雷達(dá)在復(fù)雜電磁環(huán)境下測試所面臨各種多徑信號(hào)的干擾影響，易導(dǎo)致毫米波雷達(dá)性能指標(biāo)無法有效測試評(píng)估問題，也解決了毫米波雷達(dá)批量生產(chǎn)后產(chǎn)品性能指標(biāo)的快速測試問題。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本專利進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明毫米波雷達(dá)性能評(píng)估模擬系統(tǒng)原理框圖。

圖2是圖1目標(biāo)回波模擬裝置的電路原理示意圖。

具體實(shí)施方式

參閱圖1。在以下實(shí)施例描述的實(shí)施例中，毫米波雷達(dá)性能評(píng)估模擬系統(tǒng)，包括：毫米波雷達(dá)、目標(biāo)回波模擬裝置、毫米波收發(fā)天線和長方體暗箱，其中，長方體暗箱是一個(gè)內(nèi)部各端面對(duì)毫米波頻段的連續(xù)波雷達(dá)信號(hào)均具有吸收作用的箱體，長方體暗箱長度需同時(shí)滿足毫米波雷達(dá)、毫米波收發(fā)天線的遠(yuǎn)場條件。毫米波收發(fā)天線包括工作在毫米波頻段的接收部分和發(fā)射部分，且接收部分和發(fā)射部分采用分開設(shè)計(jì)，接收部分和發(fā)射部分之間的相隔距離需滿足泄露至接收部分中的發(fā)射信號(hào)不會(huì)使接收通道處于飽和狀態(tài)。長方體暗箱內(nèi)的一個(gè)端面放置毫米波收發(fā)天線，與安裝毫米波收發(fā)天線端面相平行的對(duì)應(yīng)端面內(nèi)放置毫米波雷達(dá)，毫米波收發(fā)天線的接收部分接收毫米波雷達(dá)發(fā)射的毫米波頻段連續(xù)波雷達(dá)信號(hào)，將連續(xù)波雷達(dá)信號(hào)通過高頻電纜送出至長方體暗箱外的目標(biāo)回波模擬裝置，目標(biāo)回波模擬裝置對(duì)連續(xù)波雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行變頻、衰減和放大處理后，將輸出模擬靜止或運(yùn)動(dòng)目標(biāo)反射的回波信號(hào)送入毫米波收發(fā)天線中的發(fā)射部分，發(fā)射部分輻射出模擬的目標(biāo)回波信號(hào)，經(jīng)長方體暗箱內(nèi)的空間傳播后，由毫米波雷達(dá)進(jìn)行接收和實(shí)現(xiàn)接收信號(hào)的處理，從而就可精確評(píng)估毫米波雷達(dá)的性能。

參閱圖2。目標(biāo)回波模擬裝置包括：電連接固定本振的毫米波下變頻器、電連接可變本振和帶通濾波器bpf的毫米波上變頻器，其中，毫米波下變頻器對(duì)毫米波收發(fā)天線送入的毫米波信號(hào)，結(jié)合固定本振提供的本振信號(hào)實(shí)現(xiàn)下變頻處理，將下變頻處理獲得的中頻信號(hào)輸出至毫米波上變頻器，毫米波上變頻器利用可變本振送入的頻率可變本振信號(hào)和上述中頻信號(hào)進(jìn)行上變頻處理，經(jīng)帶通濾波器bpf濾波后，輸出目標(biāo)回波模擬信號(hào)。