[发明专利]一种毫米波捷变频雷达目标模拟器

说明书

技术领域

本发明涉及对工作频段在毫米波波段、采用捷变频体制的雷达进行半实物射频仿真。为该雷达提供一个在室内进行动态模拟测试，检测其工作性能的评估平台，具体地说，是指一种毫米波捷变频雷达目标模拟器。

背景技术

近年来，工作在毫米波频段的雷达越来越受到重视，在监视和探测、火控和跟踪、精密制导、测量、高分辨率成像、空间技术、气象、环境遥感、障碍物回避等军事和民用领域种得到广泛应用。各种体制的雷达也纷纷投入使用，如目前常用的频率捷变体制作为导弹末制导抗干扰技术已在各种型号的导弹中得到应用。

射频仿真最早应用于导弹武器研制与实验过程，可以在不进行导弹实弹发射的情况下检验导弹系统的各种性能指标。由于仿真试验具有条件可控，可重复性及良好的保密性，在国内外军事领域得到了广泛的应用。

半实物射频仿真，能有效地完成一般直接实物试验很难实现的系统综合性试验，从而获得有关统计学参考意义的逼真数据，用于系统性能的分析、比较、鉴定和评价。实践证明，半实物仿真系统不受环境与条件的限制，而且保密性强，可重复性强，是一种既经济又可靠的实验方法。

对雷达进行半实物射频仿真，主要是模拟目标的距离、回波强度起伏、频移的变化。

目标的距离模拟体现在目标回波幅度衰减效应和雷达收发电磁波的传输延时效应。在半实物仿真应用上，回波幅度衰减效应通常通过一个大动态精密数控电调衰减器实现。延时效应模拟主要有数字储频器技术、延迟线技术。数字储频器的工作带宽取决于A/D、D/A器件的采样频率，一般要求采样率大于雷达信号带宽的二倍。对于采用捷变频体制的雷达，一般载波信号带宽比较大，采用数字储频工程上不易实现；并且由于捷变频雷达信号的作用距离远，其所要求的延迟线长度要求能达到200km。

因为存在相对运动，所以目标回波的载频会出现多普勒频移。从仿真角度考虑，就是目标模拟回波相对于雷达发射信号有一个低频的频移。实现多普勒频移有四种的技术：微波调幅法，微波单边带调制，行波管锯齿波调相，频率综合法。

频率合成技术主要有直接频率合成、锁相频率合成和直接数字合成(DDS)三种方式。DDS技术具有频率分辨率高、频率切换快、相位噪声低、频率稳定度高等优点。因为这些优点DDS在雷达信号模拟中获得了广泛的应用，但是DDS存在难以产生高频率的缺陷，本文采用频谱搬移法提高DDS的工作频率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种毫米波捷变频雷达目标模拟器.模拟器能够对工作频段在毫米波波段、采用捷变频体制的雷达进行半实物射频仿真，为雷达提供一个在室内进行动态模拟测试，检测其工作性能的评估平台，

本发明的模拟器，包括收发单元、距离模拟单元、多普勒模拟单元、幅度模拟单元、控制单元，其中所述收发单元包括天线、环行器、耦合器A、耦合器B、移相器、电调衰减器、合路器、检波器和对消控制器；所述距离模拟单元包括分布反馈(DFB)激光器、光纤延迟阵列、光电转换器、高频预放器、带通滤波器和距离控制器；所述多普勒模拟单元包括下变频器、低通滤波器、单边带滤波器A、混频器A、第一DDS、频综源、第二DDS、混频器B、单边带滤波器B、上变频器、带通滤波组、频综控制器；所述控制单元包括微处理器、输入模块、显示模块。

本发明的模拟器工作原理：雷达信号通过收发单元的天线、环行器进入模拟器，接收信号进入多普勒模拟单元，经过下变频器、低通滤波器得到中频信号，经过距离模拟单元延时进行目标距离仿真，延迟后的中频信号经过多普勒模拟单元的上变频器、带通滤波组得到射频信号，多普勒模拟单元的上/下变频器的本振频率差值模拟目标的多普勒频率，射频信号经过幅度模拟单元模拟目标回波幅度变化，最后发射信号再通过收发单元的环行器、天线发射给雷达。控制单元的微处理器根据输入模块设置的工作参数输出多普勒频率控制信号、对消控制信号、距离控制信号和幅度控制信号，并在显示模块中显示工作状态；其中多普勒频率控制信号控制模拟器的工作频段、目标的多普勒频率变化，对消控制信号给收发单元设置对消状态消除由于天线驻波及环行器耦合产生的2次回波，距离控制信号控制距离模拟单元模拟距离变化，幅度控制信号控制幅度模拟单元模拟回波幅度起伏变化。雷达信号经过模拟器后，给雷达提供了一个包括目标多普勒频率变化、信号幅度起伏以及距离延迟的相参模拟信号。

本发明的优点：(1)不受环境限制，降低成本；(2)保密性强；(3)可重复性强。

附图说明

图1是本发明模拟器的原理框图。

图2是本发明模拟器的收发单元的原理框图。