无线电引信电磁环境模拟仿真系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无线电引信电磁环境模拟仿真系统。
【背景技术】
[0002]现代防空导弹的发展趋势是通用化、多用途作战，要求武器系统在多作战目标、多作战空域、复杂电磁环境和背景环境条件下精确摧毁目标，相应地，要求引信具有精确近程目标探测、干扰及超低空环境下目标识别能力，以满足不同作战目标、不同作战空域、抗复杂电磁与背景干扰下的精确目标检测要求。同时弹目交会过程引信识别到有效目标后，引信需要精确控制最佳起爆时刻，以保证战斗部适时起爆并有效毁伤目标。
[0003]引战系统功能需求的提升对引信研制、测试和试验方法提出了革新要求，由于导弹与目标交会的复杂性、动态性以及引信的瞬时一次性工作和近场、超近场工作的特点，决定了引信试验、验证以及信号复现的困难性。传统的地面试验或靶场试验成本高、耗时长、试验方法复杂、不具备全工作环境下引信功能验证，随着引信半实物的近场目标特性、引战数学仿真研究的深入和突破以及高速交会和综合电磁环境的射频仿真技术的成熟，已具备建立模拟多作战目标、多作战空域、复杂电磁环境和背景环境的引信工作环境的通用化测试、仿真、试验系统条件，从而实现引战系统全功能快速、高效、低成本验证。
[0004]无线电引信复杂电磁环境数学模拟计算和半实物仿真是实现引战系统全功能通用化测试、仿真、试验的有效途径，具有灵活、经济、逼真和复杂功能仿真能力，可以方便实现引信实物仿真难以模拟的工作环境仿真，是引信系统设计不可缺少的环节，半实物仿真即引信实物在仿真回路(Hardware in the Loop)，是引信实物参与仿真回路的试验方法，利用数学模型建立引信工作环境的近场目标模型、交会过程姿态与运动模型、空域与地海杂波模型、电磁环境模型、战斗部模型等，通过配置模型参数并结合回波信号模拟器，形成引信在不同作战目标、不同作战空域、不同交会条件、不同地海背景环境和复杂电磁环境下的回波模拟，实现对被测引信实物的全工作环境实时模拟和试验验证，为无线电引信引战系统技术论证、研制、测试试验和性能评定提供支持。
[0005]在目前常用的半实物仿真系统中，采用高速DAC芯片进行半实物仿真的系统比较多，如期刊《雷达制导半实物仿真误差分析》，但该系统采用基于射频存储技术的半实物仿真，回波信号的调制通过计算机来进行，实时性差，对引信测试等合作目标环境，系统相对复杂。而期刊《基于大地回波仿真的回波模拟器设计实现》，采用了双路DAC模拟回波，但是在该系统中，采用了 EPR0M存储器作为数据存储芯片，这导致系统的存储容量有限，灵活性也比较差，也不能进行连续多回波的仿真。期刊《某型雷达回波仿真器的实现方案》中，同样使用了DRFM技术，使得系统复杂，环境的模拟相似度较差。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种无线电引信电磁环境模拟仿真系统，保证了系统的整体性和一致性，具有良好的扩展性和适用性，不同的电磁环境模拟主要通过软件和模型的更改来实现，仿真的灵活性和可重复性大大提高，具有极强的适用环境和较好的经济效益。
[0007]为了达到上述目的，本发明提供一种无线电引信电磁环境模拟仿真系统，包含: 数学仿真计算子系统，根据工作环境、试验条件和实测数据，仿真生成电磁环境回波模型库；
模拟仿真控制子系统，其电性连接数学仿真计算子系统和被测无线电引信，控制被测无线电引信的工作状态并采集引信的状态参数，实现对半实物仿真设备的仿真过程的控制。
[0008]半实物仿真设备，其电性连接模拟仿真控制子系统和被测无线电引信，将电磁环境回波模型库的数据转化为对应的射频回波信号，实现回波信号半实物模拟闭馈仿真。
[0009]所述的数学仿真计算子系统包含硬件计算平台，所述的硬件计算平台包含仿真数据库、模型计算模块和仿真管理模块；
模型计算模块根据工作环境和试验条件仿真生成回波模型库；
仿真管理模块将模型计算模块获得的回波模型库与实测数据综合优化，获得电磁环境回波模型库；
仿真数据库存储电磁环境回波模型库数据。
[0010]所述的数学仿真计算子系统还包含电性连接硬件计算平台的PXI接口通信卡，实现数学仿真计算子系统与模拟仿真控制子系统之间的数据传输和通信。
[0011]所述的硬件计算平台还包含PXI接口通信模块，控制PXI接口通信卡的正常工作。
[0012]所述的电磁环境回波模型库包含与目标回波信号相关的模型库、与杂波信号相关的模型库、以及与电磁干扰信号相关的模型库。
[0013]所述的模拟仿真控制子系统包含:
PXI工控机平台，其通过PXI总线电性连接数学仿真计算子系统和半实物仿真设备，该PXI工控机平台包含电性连接的仿真数据分析模块和仿真控制模块；
信号采集卡，其电性连接仿真控制模块和被测无线电引信；
指令控制卡，其电性连接仿真控制模块和被测无线电引信；
所述的信号采集卡采集被测无线电引信输出的各路遥测信号；
所述的指令控制卡接收仿真控制软件的指令，实现对被测无线电引信的控制，输出控制引信的各路信号，使引信工作在受控状态；
所述的仿真控制模块根据仿真条件，对应读取数学仿真计算子系统计算生成的各模型库数据，将模型库数据发送到半实物仿真设备中存储，在需要仿真时，发送仿真控制指令，灵活直观的控制仿真进程和无线电引信，并将信号采集卡采集的遥测信号发送给仿真数据分析模块，实现对半实物仿真设备的管理；
所述的仿真数据分析模块根据接收到的遥测信号，记录引信的工作状态，仿真完成后根据状态参数，结合仿真条件，对仿真效果和引信性能进行对照分析，可以直观分析出各控制条件对引信功能的影响，从而为改善引信的性能提供指导。
[0014]所述的半实物仿真设备包含:
目标回波信号生成模块，其电性连接模拟仿真控制子系统，生成目标回波中频信号； 杂波信号生成模块，其电性连接模拟仿真控制子系统，生成杂波中频信号；
电磁干扰信号生成模块，其电性连接模拟仿真控制子系统，生成电磁干扰中频信号； 中频信号合成及预处理模块，其电性连接目标回波信号生成模块、杂波信号生成模块、以及电磁干扰信号生成模块，该中频信号合成及预处理模块将目标回波信号生成模块、杂波信号生成模块和电磁干扰信号生成模块产生的三路模拟中频回波进行合成，输出一路中频电磁环境模拟信号，并控制各路信号的相对幅度，以实现不同信噪比、信杂比的电磁环境丰旲拟;
频综及变频模块，其电性连接中频信号合成及预处理模块和被测无线电引信，该频综及变频模块将中频信号合成及预处理模块输出的模拟中频信号转换为射频信号；
射频匹配及放大模块，其电性连接频综及变频模块和被测无线电引信，该射频匹配及放大模块接收引信射频基准时钟，进行放大滤波等处理后，作为本振信号提供给频综及变频模块作为变频基准，以保证模拟射频输出信号与引信基准信号是相参同步，实现对引信回波信号的相参输出；
以及，AC-DC电源模块，其