[发明专利]一种多普勒雷达回波模拟装置及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多普勒雷达回波模拟装置，以及天线耦合、相参变频、多普勒频率调制、数字化可控延迟、可控衰减的方法。

背景技术

多普勒雷达模拟器用于多普勒雷达的整机测试，能够在实验室验证多普勒雷达使用过程中的工作情况和整机参数。

目前，国内和国外的多普勒雷达基本上都使用中频模拟器，该类型的模拟器是把多普勒信号从多普勒雷达的中频部分加入，然后进行测试，而回波模拟器则是把多普勒信号从多普勒雷达的天线加入，其技术难度和成本都要远高于中频模拟器。

并且，现有的中频模拟器对多普勒雷达射频部分无法进行检测，造成实际使用过程中出现的一些问题在实验室无法暴露出来，例如天线出了故障。对于目前中频模拟器对多普勒雷达不能全面检测的问题，采用多普勒雷达回波模拟器就可以解决。

多普勒雷达回波模拟器可以精确模拟多普勒雷达在空中的工作情况，它的基本功能是对多普勒雷达进行全面的检测，用于多普勒雷达试验室测试和生产线调试，它的关键功能是可以代替多普勒雷达研发过程中所作的试飞试验，从而减轻研发人员的辛苦，减少测试设备和试验费用，且比用飞机做试飞试验安全。因此，采用多普勒雷达回波模拟器代替多普勒雷达研发过程中所作的试飞试验，在人力、物力、安全、经济等成本上具有特别重大的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能对多普勒雷达进行全面检测的多普勒雷达回波模拟器，降低多普勒雷达研发过程中的成本。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：提供一种多普勒雷达回波模拟器，包括变频单元、调制单元、回波采集器，在此基础上，还包括天线耦合器，以及开关衰减组件或合路衰减组件，天线耦合器直接接收多普勒雷达的天线发出的信号，开关衰减组件或合路衰减组件设置在天线耦合器和变频单元之间，变频单元的下变频输出端输出中频信号，依次经过调制单元和回波采集器后输出给变频单元的上变频输入端。

其中，天线耦合器具有上底面，下地面和内壁；多普勒雷达放置在上底面，下底面有多个小天线，分别对应所述多普勒雷达发射或接收的多个波束；内壁贴有吸波材料。

开关衰减组件或合路衰减组件具有衰减器，还具有多个通道，与多普勒雷达的多个波束通道相对应。

变频单元具有下变频单元，本振源单元和上变频单元；其中，下变频单元和上变频单元的接收信号分别与所述本振源单元输出的本振信号相干混频，实现上变频和下变频。

调制单元包括DDS和噪声发生器；其中，噪声发生器产生噪声信号；DDS产生多普勒频率信号，对下变频单元输出的中频信号进行多普勒频率调制，然后将调制后的信号与噪声信号叠加。

该回波模拟器还具有工控计算机，该工控计算机通过外部输入设备接收载机的三轴向速度数据、高度数据和姿态数据，通过接口电路设置调制单元、回波采集器、以及开关衰减组件或合路衰减组件。

提供一种多普勒雷达回波模拟器的实现方法，包括以下步骤：

步骤(1)：直接接收多普勒雷达的天线分时发射的多个波束；

步骤(2)：将接收到的多个波束转换到一个通道；

步骤(3)：对步骤(2)中得到的信号进行下变频，得到中频信号；

步骤(4)：对中频信号进行多普勒频率调制，并对调制后的中频信号叠加噪声信号；

步骤(5)：对步骤(4)中得到的信号进行时间延迟；

步骤(6)：对步骤(5)中得到的信号进行上变频，得到模拟的多普勒雷达回波信号；

步骤(7)：将模拟的多普勒雷达回波信号分时转换到多个通道，然后发送回多普勒雷达。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1)可以精确模拟多普勒雷达在空中的工作情况，能对多普勒雷达进行全面检测；

2)可以代替多普勒雷达研发过程中所作的试飞试验，从而在人力、物力、安全、经济等成本上具有特别重大的意义。

附图说明

图1是多普勒雷达发射信号和回波信号的示意图；

图2是本发明总体结构框图；

图3A是本发明单天线多普勒雷达回波模拟器的天线耦合器的示意图；

图3B是本发明双天线多普勒雷达回波模拟器的天线耦合器的示意图；

图4A是本发明单天线多普勒雷达回波模拟器的开关衰减组件的结构框图；

图4B是本发明双天线多普勒雷达回波模拟器的开关衰减组件的结构框图；

图5是本发明变频单元的结构框图；

图6是本发明调制单元的结构框图；