[发明专利]一种信号功率精确控制的雷达辐射源信号仿真系统

权利要求书

1.一种信号功率精确控制的雷达辐射源信号仿真系统，其特征在于，所述的信号功率精确控制的雷达辐射源信号仿真系统包括主控单元、辐射源信号产生单元、标频电路、本振及上变频电路、宽带高功率放大电路和发射天线，具体如下：

主控单元：实现系统工作模式设置、参数配置、运行控制及工作状态监控；为用户提供友好的人机交互界面，通过人机交互界面设置辐射源信号参数，包括辐射源类型、信号调制样式、工作频率；主控单元与辐射源信号产生单元相连，通过PCIE总线将辐射源信号参数传送到辐射源信号产生单元，控制辐射源信号的生成；

辐射源信号产生单元：辐射源信号产生单元与本振及上变频电路和宽带高功率放大电路相连，主要由DSP、大规模FPGA、DAC构建的DDS电路实现，用于产生基带信号，基带信号调制支持多种方式，包括固定载频、线性调频、非线性调频和相位编码；同时生成频率码信号送往本振及上变频电路，产生幅度衰减控制信号和功放调制信号，送往宽带高功率放大电路，实现对辐射源信号的频率及功率放大的控制；

标频电路：标频电路与本振及上变频电路和辐射源信号产生单元相连，为本振及上变频电路提供所需的高稳定、低相噪基准信号，并为辐射源信号产生单元提供时钟信号；

本振及上变频电路：本振及上变频电路与宽带高功率放大电路相连，用于将辐射源信号产生单元产生基带信号上变频至所需的频率范围；并采用DDS+PPL频率合成器将标频电路提供的基准信号合成上变频所需的本振信号，利用混频器将基带信号与本振进行上变频，经过开关滤波器组滤除带外杂散和谐波分量，产生满足频率要求的射频信号；

宽带高功率放大电路：宽带高功率放大电路与发射天线相连，用于对本振及上变频电路输出的信号进行功率控制及放大，以达到所需的输出功率水平；宽带高功率放大电路接收辐射源信号产生单元提供的幅度衰减控制信号和功放调制信号，对不同时刻射频信号功率放大进行控制，以模拟实现辐射源运动及雷达天线扫描而形成的幅度变化，将功率放大后的射频信号输送至发射天线；

所述的辐射源信号产生单元中，DSP单元接收主控单元传送过来的信号样式、参数，解算出辐射源信号工作频率、脉冲宽度、重复间隔、信号带宽、调制样式、天线扫描方式、波束宽度、辐射源运动速度参数并进行存储，当系统中断信号到来时，FPGA从指定的地址单元读取这些辐射源信号参数后，将其存入RAM中，利用内部波形合成模块DDS产生带宽≥300MHz的基带信号，一次完成常规脉冲、重频参差、重频抖动、线性调频、相位编码、脉间捷变、脉组频率捷变多种基带数字信号产生，再通过高速DAC转换为模拟基带信号送入本振及上变频电路；时钟信号频率选为1GHz，产生的基带信号带宽不小于300MHz；同时，FPGA根据信号样式生成频率码和功放码，分别用于控制本振及上变频电路中变频本振频率和控制输出功率放大器的工作占空比；FPGA根据预置算法计算出衰减控制码，用于宽带放大信号输出幅度控制，实时调整输出信号的放大功率，实现因导引头天线扫描引入的天线波束调制；

衰减控制码的计算算法如下：

步骤1：辐射源信号产生单元接收主控单元传输的参数，读取辐射源平台类型、辐射源与电子侦察设备的初始距离R₀，运动速度v，计算t时刻辐射源信号的距离R(t)：

R(t)＝R₀-vt

步骤2：根据辐射源信号天线波束水平扫描速度ω，天线零功率波束宽度θ₀，天线波束扫描的最大张角θ_max，计算辐射源工作在搜索状态时，在一个天线扫描周期内，天线的方向图函数F(θ)：

其中，Q表示第一副瓣电平，k为比例系数；

步骤3：根据公式计算出辐射源信号到达雷达告警设备天线口径的信号功率密度S_r：

其中，P_d表示辐射源雷达发射功率，G_d表示辐射源雷达天线增益，F(θ)表示归一化天线方向图函数；

步骤4：计算输出信号衰减量A_atten：

其中，P_s表示仿真系统射频输出信号的最大有效功率，G_s表示仿真系统辐射天线的增益，R_S表示仿真系统与电子侦察设备的距离，A_ini由辐射源信号仿真初始值决定，其值在信号生成过程中不会发生变化。