[发明专利]基于实时动态卷积的雷达大型目标模拟系统以及方法

说明书

本发明提供一种基于实时动态卷积的雷达大型目标模拟系统以及方法，系统是工作由主控单元控制，主控单元，用于完成工作流程及模式的控制、参数的配置及下发、工作状态的接收与显示、波形数据的显示与分析、回放文件的下发与管理功能，且具备接收远程控制能力；中频单元，用于完成通道信号的模数转换及目标回波信号的调制；微波单元，与中频单元连接，用于完成射频信号上下变频、功率调制、检波输出功能。本发明只需要在径向距离维度进行目标特征实时动态卷积就能够完成大型体目标回波模拟，只需消耗较少量的FPGA乘法器资源即可完成。对强散射点按照径向距离维度划分，灵活调整卷积位置，从而减少实际卷积点数，节约了乘法器资源。

技术领域

本发明提供一种基于实时动态卷积的雷达大型目标模拟系统以及方法，属于雷达技术领域。

背景技术

在雷达研制过程中，利用半实物仿真试验替代靶场试验，缩短雷达的研发周期、提升效率、降低费用并实时监测运行数据，适用于雷达研制的前期与中期过程，是一项风险小、高效率、高回报的技术。随着半实物仿真技术发展，除要建立科学合理的物理数学模型，更需要通过内场试验和外场试验不断积累数据、修正模型，不断使半实物仿真目标和真实目标去逼近。为了提升半实物仿真的“真实度”，则需要提高半实物仿真的目标模拟精细程度，这又会导致成本的大幅度提高，这与半实物仿真初衷相违背。所以需要探索一种不增加成本而又能提高半实物仿真“真实度”、“精细度”的方法。

目前目标模拟中对于大型目标的模拟是最困难、成本也是最高的。通常体目标模拟的方式是通过建立目标RCS散射模型，并对模型进行从不同角度下进行归一化。由于目标场景较大，受限于硬件资源，通常只能对其中径向距离50米范围的散射点进行等间隔仿真。若要提高目标模拟的体积，则要降低仿真的精度(即精细化程度)来缓解硬件资源的压力。但对体目标仿真来说，强反射点是雷达最为“关心”的，但强散射点的分布却是取决有目标模型，它的分布并不均匀。所以现有方式只能“事无巨细”的将所有散射点进行仿真、模拟，造成硬件资源的巨大开销。

现有实时大型目标模拟方式只能对径向距离50米范围的目标进行实时仿真(不丢失脉冲)，再增大体积就需要大规模提高硬件资源或降低仿真精度。由于采用固定实时卷积的方法，通常一个FPGA(具备6840个DSP资源)在仿真1GHz带宽雷达体目标回波时，只能仿真400个径向散射点，目标径向距离50米。对于大型客机、舰船的仿真就难以满足“真实度”和“精细度”的要求。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种基于实时动态卷积的雷达大型目标模拟系统以及方法，通过建立目标RCS模型、动态场景规划和一维距离向投影，将目标的散射特性转换为非均匀的散射点文件。再次利用FPGA实现实时动态卷积，实现大型体目标非均匀的散射点特性的调制，利用存储资源来节约了大量的乘法器资源，从而实现了更大尺度的体目标的模拟。

具体技术方案为：

基于实时动态卷积的雷达大型目标模拟系统，包括主控单元，中频单元，微波单元；

所述主控单元为系统控制中心，用于完成系统工作流程及模式的控制，根据设定的工作流程及模式，通过PCIE接口分别对中频单元和微波单元进行参数的配置及下发，工作过程中接收中频单元和微波单元的工作状态和波形数据，并将数据进行显示、分析和保存；

所述中频单元为系统信号处理中心，用于完成目标特性的调制，中频单元接收微波单元的中频激励信号，将中频激励信号模数转换后进行目标回波特性的调制，调制后的信号通过数模转换输出为中频回波信号给微波单元；

所述微波单元与中频单元连接，接收被测雷达的射频激励信号，并将其变频为中频激励信号提供给中频单元，同时也将中频单元输出的中频回波信号变频为射频回波信号发射给被测雷达，从而完成射频信号上下变频、功率调制、检波输出功能。