[发明专利]毫米波雷达性能评估模拟系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种主要应用于通讯、气象探测、遥感遥测、目标检测与测量等民用领域中，为毫米波雷达系统性能评估提供的一种模拟系统。

背景技术

随着现代雷达系统越来越复杂，雷达系统性能评估模拟技术被广泛应用。雷达目标与背景回波信号的模拟在雷达系统设计、调试和验收过程中具有非常重要的作用，是雷达系统性能评估的关键环节。随着科技发展和需求的不断提高，雷达系统的复杂度越来越高，种类越来越多，面临的工作环境复杂，雷达系统的性能评估也变得越来越困难。在这种条件下，采用性能评估模拟系统成为解决该问题的有效手段。雷达系统主要用于探测目标的存在，测量目标的径向距离、径向速度和相对角度信息，目前，雷达性能评估常采用目标回波模拟方法，利用模拟的目标回波信号，可验证雷达系统的测速或测距性能，但要同时验证评估雷达系统的测速、测距和测角性能，采用常规的目标回波模拟方法是不可行的。

随着雷达技术的不断发展，雷达所要实现的任务不仅是准确测量目标的距离、方位角和俯仰角，而且还包括准确测量目标的速度，以及从目标回波信号中获取更多有关目标的信息。伴随着毫米波技术的发展，毫米波电子元器件的价格越来越低，为毫米波雷达广泛应用于我国的民用领域奠定了坚实基础。毫米波雷达系统的工作原理是向目标发射毫米波频段的电磁波信号，电磁波信号在空间传播过程中，遇到物体如汽车、行人、建筑物以及地面等目标，这些目标将反射一定能量的电磁波信号送回至毫米波雷达系统，由毫米波雷达系统的天线接收后，通过相应的处理就可得到目标的相关信息。因此，毫米波雷达是通过获取目标反射回来的回波信号来探测目标的，若一些目标不反射毫米波信号或反射的毫米波信号很弱，甚至于不满足雷达系统的信号检测门限时，则毫米波雷达就不能准确探测到这些目标，暗室就是这种工作机理，暗室内各反射面安装了相应频段的电磁波吸收材料，可吸收对应频段的电磁波信号，吸收材料的长度与欲吸收的电磁频率有关，欲吸收的电磁频率越低，吸收材料的长度越长，一般吸收材料的长度应该不小于最低吸收频率信号波长的0.25倍，因此，工作信号的频率越低，则吸收材料的长度就越长，如米波频段以下的吸收材料极难实现，且造价昂贵。一旦暗室内放置的雷达发射出信号，当雷达信号到达暗室内的各个反射面后，各个反射面将吸收雷达信号的大部分能量，从而由反射面反射出来的雷达信号就很弱，雷达就不会接收到来至于各个方向反射物所反射的多径信号。在暗室内工作的雷达只有处于确保“干净”的电磁频谱环境条件下，方可对雷达系统的性能指标进行测试评估。

毫米波天线是毫米波雷达系统发射和接收毫米波频段电磁波信号的重要组成部分。在实际应用中，毫米波雷达探测目标时，具有一定天线波束宽度的毫米波天线发射出电磁波信号，往往位于雷达威力作用区域且在天线波束范围内的所有目标均对毫米波频段的电磁波信号进行了反射，这样毫米波雷达将同时接收到来自天线波束范围内的所有目标的反射信号，特别是处于雷达距离分辨率范围内的多个目标，雷达将无法进行分辨，认为是同一个目标的反射信号，而处于雷达距离分辨率范围之外的多个目标，雷达虽然可以进行分辨，但雷达系统目标处理的复杂度将大大增加，雷达系统在这样复杂的工作环境条件下，要对其性能指标进行精确评估是非常困难的。

尽管现有雷达系统模拟技术及高速数据采集系统的采集、处理、存储等各个设计方面取得了非常大的进步，由于毫米波雷达应用的环境越来越复杂，要得到一个相对完善的可对雷达系统性能进行有效评估的模拟系统，涉及到的内容十分广泛和复杂，还有很多方面需要进一步改善和提高。随着毫米波雷达在民用领域的广泛应用，低成本、轻重量以及小型化毫米波雷达需求迫切，毫米波雷达产品批量生产后，由于所使用的电子元器件技术参数精度的偏差和系统加工误差，每套毫米波雷达产品必须进行性能指标测试验证，然而毫米波雷达在复杂电磁环境和复杂的目标环境下测试面临各种多径信号的干扰影响，存在易导致毫米波雷达性能指标无法有效测试评估的问题，而模拟雷达回波信号有实时性的要求，因此在实现过程中，为毫米波雷达提供“干净”的电磁频谱测试工作环境，并在该环境条件下可精确模拟评估毫米波雷达系统的性能，是保障毫米波雷达批量测试的前提条件和基础，因此，设计毫米波雷达性能评估模拟系统是迫切需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有毫米波雷达系统性能和指标评估的不足之处，提供一种实现技术难度小，方便指标评估，能够对毫米波雷达系统性能进行有效评估的模拟系统。以解决毫米波雷达性能指标评估困难的问题。