一种用于面目标的测速测距雷达回波模拟系统及模拟方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于雷达模拟测试技术领域，特别涉及一种用于面目标的测速测距雷达回 波模拟系统及模拟方法，适用于实际工程应用。
【背景技术】
[0002] 我国于2003年正式启动了月球探测计划"嫦娥工程"，目前正处于第二阶段即月球 着陆探测器在月球表面进行软着陆的研究阶段，在此阶段，由测速测距雷达提供月球着陆 探测器相对月球表面的速度信息和距离信息，确保月球着陆探测器能够安全进行软着陆。 测速测距雷达具有测量精度高、重量轻、高可靠等特点。在测速测距雷达中，具体采用连续 波体制雷达实现高精度的速度测量，且连续波雷达的组成相对简单，可靠性高;在测速测距 雷达中，具体采用脉冲压缩体制雷达实现高精度的距离测量。其性能指标已经达到国际先 进水平。
[0003] 为了验证测速测距雷达的算法性能以及系统设计的稳定性，需要大量的原始回波 数据，如果这些回波数据通过月球着陆探测器进行实际飞行试验来获得，将无法实现。
【发明内容】
[0004] 针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种对面目标的测速测距雷达 回波模拟系统及模拟方法。本发明能够对测速测距雷达的算法性能以及系统稳定性进行全 面检测，并能够模拟测速测距雷达在实际飞行试验中接收到的测速回波信号和测距回波信 号，为测速测距雷达提供全面可靠的验证手段。
[0005] 为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。
[0006] 技术方案一：
[0007] -种用于面目标的测速测距雷达回波模拟系统，其特征在于，包括：
[0008] 电脑主机、通信模块、FLASH阵列、FPGA处理器、数据缓存模块、D/A数模转换模块、 回波信号处理设备终端。
[0009] 电脑主机包含固态存储器和CPU处理器；
[0010] FLASH阵列包含测速FLASH阵列和测距FLASH阵列；
[0011] D/A数模转换模块包含测速D/A数模转换模块和测距D/A数模转换模块；
[0012] 通信模块电连接电脑主机和FPGA处理器；
[0013] FPGA处理器分别电连接FLASH阵列、数据缓存模块、测速D/A数模转换模块和回波 信号处理设备终端；
[0014] 数据缓存模块电连接测距D/A数模转换模块；
[0015] 测距D/A数模转换模块电连接回波信号处理设备终端；
[0016] 测速D/A数模转换模块电连接回波信号处理设备终端；
[0017 ]固态存储器，用于存储测速回波模拟数据；
[0018] CPU处理器，用于通过通信模块发送擦除测速存储器指令到FPGA处理器；
[0019] FPGA处理器，用于对测速FLASH阵列进行擦除操作；
[0020] CPU处理器，还用于通过通信模块发送写测速存储器指令到FPGA处理器，并通过通 信模块将测速回波模拟数据发送给FPGA处理器；
[0021] FPGA处理器，还用于对测速FLASH阵列进行写入数据操作，即将测速回波模拟数据 写入测速FLASH阵列；
[0022] CPU处理器，还用于通过通信模块发送面目标测速回放指令到FPGA处理器；
[0023]回波信号处理设备终端，用于发送模拟雷达脉冲信号；
[0024] FPGA处理器，还用于接收模拟雷达脉冲信号，并对测速FLASH阵列进行读取数据操 作，将测速回波模拟数据发送至测速D/A数模转换模块；
[0025]测速D/A数模转换模块，用于将测速回波模拟数据转换成测速模拟信号，发送至回 波信号处理设备终端；
[0026]回波信号处理设备终端，还用于根据测速模拟信号得到测速测距雷达相对于面目 标的速度信息；
[0027 ]固态存储器，还用于存储测距回波模拟数据；
[0028] CPU处理器，还用于通过通信模块发送擦除测距存储器指令到FPGA处理器；
[0029] FPGA处理器，还用于对测距FLASH阵列进行擦除操作；
[0030] CPU处理器，还用于通过通信模块发送写测距存储器指令到FPGA处理器，并通过通 信模块将测距回波模拟数据发送给FPGA处理器；
[0031] FPGA处理器，还用于对测距FLASH阵列进行写入数据操作，即将测距回波模拟数据 写入测距FLASH阵列；
[0032] CPU处理器，还用于通过通信模块发送面目标测距回放指令到FPGA处理器；
[0033]回波信号处理设备终端，还用于发送模拟雷达脉冲信号和距离模式控制字，其中， 距离模式控制字表征测速测距雷达相对于面目标的距离所在的距离段；
[0034] FPGA处理器，还用于接收模拟雷达脉冲信号和距离模式控制字，并对测距FLASH阵 列进行读取数据操作，将测距回波模拟数据发送给数据缓存模块；
[0035]数据缓存模块，用于对测距回波模拟数据进行缓存，并发送给测距D/A数模转换模 块；
[0036]测距D/A数模转换模块，用于将测距回波模拟数据转换成测距模拟信号，发送至回 波信号处理设备终端；
[0037]回波信号处理设备终端，还用于根据测距模拟信号得到测速测距雷达相对于面目 标的距离；
[0038] 技术方案二：
[0039] 一种用于面目标的测速测距雷达回波模拟方法，其特征在于，包括：
[0040] 步骤1，将测速测距雷达到面目标的距离从高到低分为N个距离段，测速测距雷达 相对于面目标的距离位于N个距离段中的一个距离段内，其中，N为正整数；
[0041] 步骤2,建立测距回波模拟数据库；所述测距回波模拟数据库包含N个测距回波模 拟数据单元，依次对应于测速测距雷达到面目标的N个距离段，且每个测距回波模拟数据单 元均包含Md帧测距回波模拟数据，其中，Md为正整数；
[0042]步骤3,对测速回波模拟数据和测距回波模拟数据的进行数据存储；
[0043]步骤4,分别对测速回波模拟数据和测距回波模拟数据进行回放。
[0044]本发明的技术方案一的特点和进一步改进在于：
[0045] (1)所述测速D/A数模转换模块包含第一、第二和第三测速D/A数模转换器；
[0046]所述第一测速D/A数模转换器，用于将测速回波模拟数据中的测速测距雷达相对 于面目标的第一方向的速度模拟数据转化为测速模拟信号中的第一测速模拟信号；
[0047]所述第二测速D/A数模转换器，用于将测速回波模拟数据中的测速测距雷达相对 于面目标的第二方向的速度模拟数据转化为测速模拟信号中的第二测速模拟信号；
[0048]所述第三测速D/A数模转换器，用于将测速回波模拟数据中的测速测距雷达相对 于面目标的第三方向的速度模拟数据转化为测速模拟信号中的第三测速模拟信号。
[0049] (2)所述一种用于面目标的测速测距雷达回波模拟系统，还包括电源管理模块，用 于给用于面目标的测速测距雷达回波模拟系统提供数字电源和模拟电源；
[0050] 所述数字电源用于给通信模块、FLASH阵列、FPGA处理器和数据缓存模块供电；
[0051] 所述模拟电源用于给电脑主机、D/A数模转换模块和回波信号处理设备终端供电。
[0052] (3)所述FPGA处理器还用于给用于面目标的测速测距雷达回波模拟系统提供时 序。
[0053]本发明的技术方案二的特点和进一步改进在于：
[0054] (1)步骤3的具体子步骤为：
[0055] al，将测速回波模拟数据和测距回波模拟数据拷贝到固态存储器；
[0056] a2, CPU处理器通过通信模块发送擦除测速存储器指令到FPGA处理器，FPGA处理器 对测速FLASH阵列进行擦除操作；
[0057] a3, CPU处理器通过通信模块发送擦除测距存储器指令到FPGA处理器，FPGA处理器 对测距FLASH阵列进行擦除操作；
[0058] a4，CPU处理器通过通信模块发送写测速存储器指令到FPGA处理器，并通过通信模 块将测速回波模拟数据发送给FPGA处理器;FPGA处理器对测速FLASH阵列进行写入数据操 作，即将测速回波模拟数据写入测速FLASH阵列；
[0059] a5，CPU处理器通过通信模块发送写测距存储器指令到FPGA处理器，并通过通信模 块将测距回波模拟数据发送给FPGA处理器;FPGA处理器对测距FLASH阵列进行写入数据操 作，即将测距回波模拟数据写入测距FLASH阵列。
[0060] (2)步骤4中，所述对测速回波模拟数据进行回放，具体包含以下子步骤：
[0061] bl，CPU处理器通过通信模块发送面目标测速回放指令到FPGA处理器；
[0062] b2，FPGA处理器接收回波信号处理设备终端发送的模拟雷达脉冲信号；
[0063] b3，FPGA处理器对测速FLASH阵列进行读取数据操作，将测速回波模拟数据发送至 测速D/A数模转换模块；
[0064] b4,测速D/A数模转换模块将测速回波模