一種在雷達平臺上實現(xiàn)模擬目標的方法
加入技術交流群
按照電路實現(xiàn)形式來區(qū)分，目標模擬可分為3類：全模擬實現(xiàn)，全數(shù)字實現(xiàn)，數(shù)模結合實現(xiàn)。全模擬實現(xiàn)信號易受干擾，調試困難；全數(shù)字實現(xiàn)存儲量巨大，存在量化誤差。所以，數(shù)模結合成為模擬目標的主流電路實現(xiàn)形式。
目標模擬根據(jù)模擬的信號節(jié)點來區(qū)分，可以分為：輻射式與注入式。兩者最根本的區(qū)別在于，前者經過天線發(fā)射，而后者不經過天線，直接將包含目標信息的信號灌回接收系統(tǒng)。注入式模擬信號只受到內部熱噪聲影響，信號可重現(xiàn)性良好，所以大部分信號模擬都采用注入方式。注入式目標模擬又可分為目標基帶信號模擬，中頻視頻信號模擬，高頻信號模擬等。
文中介紹的方案由DSP根據(jù)點跡信息計算控制量，F(xiàn)PGA產生目標基帶信號，利用雷達原有結構調制發(fā)射信號。整個方案可以總結為“分立結構+數(shù)模結合+基帶信號模擬”。
1 模擬目標的實現(xiàn)
1．1 總體結構
圖1所示為某雷達的結構示意圖，其中虛線框是為實現(xiàn)模擬功能增加的部件，去掉這些部件即是一不包含模擬功能的常見PD雷達結構示意圖。點劃線框是為了實現(xiàn)模擬目標功能需要進行控制的部件。
正常工作時，工作模式轉換開關打到發(fā)射機端，多普勒調制開關短路，120 MHz信號未經多普勒調制，上變頻后脈沖調制，進入發(fā)射機。接收回波時，高頻信號經接收機放大，下變頻，由信號處理機檢測出目標信息，送數(shù)據(jù)處理機，進行濾波、預測、跟蹤。
模擬工作時，工作模式轉換開關打到接收機端，信號不經過發(fā)射機直接注入和差網絡的一端，信號通過和差網格形成幅度幾乎相等的和差兩路信號送接收機。DSP計算目標信息，并根據(jù)目標信息得出各模擬部件的控制量，由FPGA輸出。對原來輸出到脈沖調制器的調幅信號和0／π編碼調相信號延時輸出，延時多少根據(jù)目標距離信息決定。多普勒調制開關斷開，120 MHz信號包含可編程的多普勒信息，上變頻到發(fā)射頻率后交由接收機處理。雷達采用S曲線法測角，因此通過控制和，差增益以及數(shù)控移相器來模擬角度信息。
1．2 信號描述
1．2．1 總站同步信號
圖1中信號(1)為脈沖積累周期信號，信號(2)為脈沖重復周期信號的調幅信號，信號(3)為編碼調相信號，三者時序，如圖2所示。脈沖積累周期由Ⅳ個脈沖重復周期和準備時間構成。編碼調相信號與脈沖重復周期信號的調幅信號同步，信號(6)與信號(10)是信號(2)與信號(3)的輸出信號，用于調制發(fā)射波形。正常工作時，信號(6)與信號(10)轉自信號(2)與信號(3)，模擬工作時數(shù)據(jù)處理機將這兩個信號根據(jù)目標距離延時后輸出。
1．2．2 模式切換信號
圖1中信號(4)為雷達工作模式切換開關，用于控制經過脈沖調制的高頻信號的走向。正常工作時信號輸出到發(fā)射機，模擬工作時信號直接輸出到和差網絡形成內回路。信號(5)為120 MHz開關，來選擇是否加入速度多普勒信息。模擬時開關打開，將多普勒速度調制到120 MHz上。
1．2．3 模擬目標的實現(xiàn)
一個模擬目標的參數(shù)包括延時(距離)，多普勒頻率(速度)，和差兩路信號幅度比(角度)，以及和路信號幅度(雷達截面積)。
信號(6)為延時信號，用于模擬目標距離。根據(jù)目標距離信息，將總站脈沖重復信號延時后輸出，延時為
t=2r／c (1)
其中r為模擬目標的距離，將光速c代入式(1)得
t=r／150 (2)
延時t的單位為μs。同時延時的還有圖1中信號(10)，信號(10)是將總站編碼調制信號延時后的信號，在時序上與信號(6)對齊。信號(6)與信號(10)構成了脈沖調制器的輸入，這兩個信號將調制載波，輸出到和差網絡。信號(6)，信號(10)輸出波形及時序，如圖3所示。
評論