[发明专利]一种雷达信号模拟源系统及其信号模拟方法

说明书

技术领域

本发明涉及雷达导引头仿真测试设备雷达信号模拟，具体涉及一种雷达信号模拟源系统及其信号模拟方法。

背景技术

脉冲多普勒雷达的发射信号为高重频脉冲调制信号，发射信号遇到目标及欺骗性干扰目标后发生散射，目标回波及杂波信号被雷达接收机接收，经过雷达信号处理机得到目标的距离、速度、角度等信息。雷达信号模拟源主要用于模拟真实环境下雷达接收机接收到的雷达信号，完成实验室环境条件下对雷达回波接收机接收性能的测试，验证雷达系统的各项功能技术指标及抗干扰能力。

目前雷达信号模拟源的设计方法主要分为两种：第一种是基于数字储频技术的信号模拟源设计，第二种是基于直接数字合成技术的信号模拟源设计。第一种技术设计的模拟源通用性较强，但硬件复杂度较高，成本高昂。第二种技术设计的模拟源硬件简单、成本低，但是通用性较差，而且难以模拟较复杂的雷达信号，往往仅模拟单纯的点目标回波信号。

发明内容

本发明的目的在于提供一种雷达信号模拟源系统及其信号模拟方法，可以模拟雷达双通道目标回波模拟信号，模拟速度拖引信号及噪声信号，降低了雷达信号模拟源系统硬件设计复杂度，缩减了系统构建硬件成本。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种雷达信号模拟源系统，其特点是，包含：控制计算机、现场可编程门阵列、接口芯片、第一直接数字合成模块、第二直接数字合成模块、合成器、微波混频模块、数字衰减器；

上述的控制计算机的模拟源控制信号输出端与现场可编程门阵列的输入端通过接口芯片连接；

上述的现场可编程门阵列的三路输出分别连接第一直接数字合成模块的输入端、第二直接数字合成模块的输入端及数字衰减器的输入端连接；

上述的第一直接数字合成模块的输出端及第二直接数字合成模块的输出端与合成器的输入端；

上述的合成器的输出端与微波混频模块的输入端连接；

上述的微波混频模块的输出端与数字衰减器的输入端连接。

上述的微波混频模块还包含主振遥测信号输入端。

上述的数字衰减器包含雷达模拟信号输出端。

一种用于上述雷达信号模拟源系统的信号模拟方法，其特点是，包含以下步骤：

步骤1、控制计算机发出模拟源控制信号指令到现场可编程门阵列；

步骤2、现场可编程门阵列接受指令后计算出所需要的控制字；

步骤3、现场可编程门阵列按照时序要求控制第一直接数字合成模块及第二直接数字合成模块产生目标回波信号、速度拖引信号及噪声信号；

步骤4、合成器将目标回波信号、速度拖引信号及噪声信号合成，生成合成信号；

步骤5、微波混频模块输入主振遥测信号，与合成信号混频后生成混频信号输入到数字衰减器；

步骤6、数字衰减器接受现场可编程门阵列产生的雷达回波功率与微波混频模块的混频信号后输出雷达回波模拟信号。

上述的步骤2中的控制字包含目标距离模拟、目标速度模拟、噪声模拟、速度拖引信号模拟、动态目标模拟；

上述的目标距离模拟是现场可编程门阵列根据所需要的距离信息计算出对应的信号延时，并对模拟信号相对于雷达基准信号进行相应的延时；

上述的目标速度模拟是现场可编程门阵列根据目标的速度计算出对应的多普勒频率信息，得到对应的第一直接数字合成模块的频率字及第二直接数字合成模块的频率字；

上述的噪声模拟是由现场可编程门阵列产生均匀分布的随机序列，通过该随机序列控制第一直接数字合成模块的高速并口频率字及第二直接数字合成模块的高速并口频率字，产生所需要的噪声信号；

上述的速度拖引信号模拟是现场可编程门阵列根据速度拖引信号的参数，得到所需要扫频信号的扫频方式、扫频带宽及扫频时间，然后控制第一直接数字合成模块及第二直接数字合成模块产生扫频信号；

上述的动态目标模拟是现场可编程门阵列根据目标速度实时相应地改变目标距离，同时根据雷达方程计算出模拟信号的衰减值控制数字衰减器（8）完成动态目标回波强度的模拟。

上述的雷达方程为

，

式中：为雷达回波功率；

P为发射功率；

G为天线增益；

λ为工作波长；

σ为目标雷达截面；

R为作用距离；

(S/N)为检测信噪比；

D_PD为信号处理增益；

L为系统损耗。