专利名称：一种舰载全相参相控阵雷达标校器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种舰载全相参相控阵雷达标校器(简称雷达标校器)，属于相控阵雷达标校校验技术领域，它在舰载相控阵雷达修理后或研制过程中完成对雷达参数校验及性能测试。
背景技术：
舰载相控阵雷达修理后，需要对其进行测距、测速标校以检验雷达系统性能。常规距离标校方法是利用岸边已知的标准反射器，将装有相控阵雷达的舰艇驶离岸边一定距离，开启雷达对标准反射器进行实测以完成雷达的验证和标校，这样耗费很大的人力、物力和财力，于是高志永等人研制了某型全相参脉冲多普勒距离校准仪(高志永，魏晓明，臧传江。雷达距离校准仪系统设计与实现[J]·电子技术应用，2010，36 (8) :58-86)，实现了一定距离的相控阵雷达校准工作，简化了校准复杂性。近年来随着雷达技术发展，对其标校器的性能和功能提出了更高要求，面对相控阵雷达噪声抑制和抗干扰能力等深层次性能检验需求，胡小川等人系统地研究了噪声建模理论(胡小川.机载相控阵雷达模拟器系统设计与实现研究[D].成都电子科技大学，2003)，此外中国人民解放军空军雷达学院陈建文等人对噪声与目标信号功率合成进行了研究(中国发明专利，公开号为CN101533092，名称为 “基于功率区分的雷达杂波与多种干扰同时抑制方法”)。然而高志永等人研制的校准仪只能模拟固定距离目标，同时不能动态模拟距离和速度运动变化的雷达回波信号；胡小川等人研制的机载相控阵雷达模拟器噪声建模算法复杂，计算量大，噪声宽带窄，且非相参系统设计不能满足现代全相控阵雷达校准要求，雷达陆上深层次性能测试受限，只能通过上舰进行外场校飞验证。
发明内容
I、目的本发明的目的在于提供一种舰载全相参相控阵雷达标校器，以解决现有技术中存在的问题。2、技术方案本发明一种舰载全相参相控阵雷达标校器,其具体的技术方案如下见图1，一种舰载全相参相控阵雷达标校器，它包括本振模块，上、下混频模块，中频处理模块，目标距离、速度模拟模块，宽带噪声产生模块，主控平台等部分，其中本振模块分为一、二本振模块，上混频模块分为第一、第二上混频模块，下混频模块分为第一、第二下混频模块，主控平台包括CPCI母板、电源、键盘、显示、外部接口和时钟及延迟控制电路，上述各个模块及主控平台的各组成件都通过CPCI母板获取电源和数据交换。上述各模块之间的连接关系、信号传输关系如下如图I所示舰载相控阵雷达发射X波段雷达发射信号，雷达标校器上通过低损耗电缆连接的喇叭天线接收该雷达发射信号，一本振模块产生的2 2. 5G本振信号，经4倍频后与第一级下混频模块混频产生第一中频信号，二本振模块产生O. 86G本振信号与第一中频信号差频产生第二中频信号后送入中频处理模块，中频处理后进入目标距离、速度模拟模块，完成雷达目标信号距离和速度信息的模拟。宽带噪声产生模块产生舰载相控阵雷达检验所需要的宽带噪声信号，运用频谱搬移方法将其调制到X波段，包含有目标距离和速度信息的第二中频信号与二、一本振信号进行两次上混频后与X波段宽带噪声信号功率合成经由天线辐射出去。雷达标校器屏幕上显示模拟的目标信息，通过键盘操作进行修改雷达目标参数，外部接口连接计算机，用于雷达标校器在线调试，时钟及延迟控制电路提供雷达标校器全部时钟和时序基准，电源为雷达标校器供电，各个模块通过CPCI母板进行数据交换。下面将一一介绍各个模块结构及信号连接关系。所述目标距离、速度模拟模块的结构及信号连接关系如下它主要包括Α/D转换、降速电路、存储模块(RAM)、升速电路、数字锁相环调频电路、D/Α转换、时钟及延迟控制电路和X波段本振信号源。其间关系是舰载相控阵雷达发射信号通过雷达标校器输入端口、数控衰减、滤波后与一、二本振信号两次下变频产生第二中频信号后送入中频处理模块，中频处理模块由中频带通滤波器与中频放大器组成，中频放大器输出后送入DRFM数字射频存储模块进行AD采样。采用12位500MHz采样速率的 Α/D和D/Α转换器，在时钟及延迟控制电路同步控制下，降速电路将Α/D产生的500Mbps数据流分成4路125Mbps数据流，分时存入4组双端口存储模块RAM中，完成数字信号的存储写入过程；当要把数据回放读出时，便在时钟及延迟控制电路的同步控制下，按先进先出顺序，由升速电路将存储模块RAM并行4路125Mbps数据流合成500Mbps —路数据流，完成低速并行数据向高速并行数据的转化，通过D/Α转换和带通滤波器变为模拟中频信号分别与一、二本振信号混频输出。为在DRFM数字射频存储模块中同时能够模拟目标速度信息，在 DRFM数字射频存储模块中设计了数字锁相环调频电路，在D/Α转化之前加入数字锁相环调频电路，是为了雷达目标信号在数字信号的状态下调频，提高了信号的抗干扰能力，在远距离传输时产生的传输干扰比模拟信号小的多。其中数字锁相环调频电路框图见图3，调制信号作为VCO控制电压的一部分使其频率产生变化，输出已调频信号。当调制信号为锯齿波时，可输出扫频信号。当调制信号为数字脉冲时，可产生移频键控调制(FSK信号)，本发明波形发生器产生的调制信号为10%的锯齿波。时钟及延迟控制电路原理框图见图4，输入的高速时钟信号和数据信号产生4路低速的双端口存储模块RAM写数据信号、写地址信号、 写信号、写时钟信号和读数据信号、读地址信号、读信号、读时钟信号，经过复用处理后合成高速输出时钟信号和数据信号。写地址信号是通过一个内部计数器电路生成的，距离延时可通过运算电路来实现。运算电路实现存储器写地址和读地址之间的数学运算，两个地址之间的差值与延迟时间成正比，延迟时间的长短决定了模拟目标距离范围。所述宽带噪声产生模块结构及信号连接关系如下本发明采用宽带噪声源、X波段本振信号混频产生所需的宽带噪声信号，宽带噪声产生模块原理框图如图8所示，宽带噪声产生模块与雷达目标信号距离、速度模拟模块采用同一本振，经4倍频后宽带噪声源混频，将噪声信号搬移到X波段，经滤波低噪放大、功率放大后与雷达目标信号功率合成输出，通过功率耦合、信号检波后送给控制器控制电控衰减器来调节宽带噪声信号功率的大小，控制器具有手动和自动调节功率大小能力。本发明宽带噪声源采用中电55所研制的WAB0102HMS微波固定噪声源，频谱覆盖范围超过1GHZ，超噪比37dB，宽带噪声信号频谱能够覆盖舰载相控阵雷达的所有工作频点。
所述本振模块的结构及信号连接关系如下本振模块由一、二两个本振模块组成，中心频率分别为2. 25GHz,O. 86GHz。一本振经4倍频产生X波段本振源与舰载相控阵雷达发射信号进行第一次下混频，产生IGHz第一中频信号与二本振再次进行下变频后产生140MHz第二中频信号。所述中频处理模块的结构及信号连接关系如下中频处理模块由中频带通滤波器与中频放大器组成，本发明中频处理模块有两个中频放大器和两个带通滤波器，分别滤除第一、第二中频信号杂波干扰，中频放大器用于调整中频信号幅度。其带通滤波器分别为中心频率为1000MHz、140MHz，通带100MHz、40MHz ； 为了电路一致性和简化电路，中放采用相同的放大电路，该放大电路使用HP公司的集成微波放大器MSA-0806，中频放大电路示意图见图5，系统采用+12V电压供电，可以提供给放大器的直流偏置在7. 8V左右。如果需要更大的增益，可以采用多级级联的方式，在每一级之间用电阻η型衰减电路增加隔离度和控制增益。所述下混频模块的结构及信号连接关系如下下混频模块分为第一、第二下混频模块。本发明中需要两次下混频，所以需要两个混频电路。第一级混频电路是雷达标校器接收的舰载相控阵雷达发射信号与一本振下混频至1GHz，采用Mini-Circuits公司生产的ZX05-153+高性能混频器模块，直接采用SMA接口 ；第二级混频电路由第一级混频电路产生的第一中频信号IGHz与二本振O. 86GHz下混频至140MHz，采用M/A-C0M公司的CSM5TH宽带混频器。所述上混频模块的结构及信号连接关系如下上混频模块分为第一、第二上混频模块。本发明中需要两次上混频，所以需要两个混频电路。第一级混频电路是模拟的雷达目标信号与二本振上混频至IGHz,采用Synergy 公司的CLF-1A5双平衡混频器；第二级混频电路由IGHz与一本振上混频至x波段，采用 MARKIMicrowave公司生产的M9-7220高性能混频器模块，直接采用SMA接口。所述主控平台结构及信号连接关系如下主控平台包括CPCI母板、电源、键盘、显示、外部接口和时钟及延迟控制电路。键盘、显示采用通用设备，外部接口为RS-232总线与计算机相连。CPCI母板进行数据交换工作，本发明采用CPCI-6965。时钟及延迟控制电路提供时序基准，如图4所示。输入的高速时钟信号和数据信号产生4路低速的双端口存储模块RAM写数据信号、写地址信号、写信号、写时钟信号和读数据信号、读地址信号、读信号、读时钟信号，经过复用处理后合成高速输出时钟信号和数据信号。写地址信号是通过一个内部计数器电路生成的，距离延时可通过运算电路来实现。运算电路实现存储器写地址和读地址之间的数学运算，两个地址之间的差值与延迟时间成正比。电源输入为220V市电，输出为+12V，+5V，+24V，满足直流供电要求。3、优点及功效本发明一种舰载全相参相控阵雷达标校器的优点I)该全相参相控阵雷达标校器不仅能够模拟固定距离静目标，还可以模拟运动目标；2)该全相参相控阵雷达标校器可以逼真模拟目标与宽带噪声功率叠加合成的雷达回波信号，能够检验舰载相控阵雷达噪声干扰下目标检测能力。
图I雷达标校器系统结构图
图2雷达目标信号距离、速度模拟原理框图
图3数字锁相环调频电路框图
图4时钟及延迟控制电路原理框图
图5中频放大电路意图
图6频谱搬移测试原理框图
图7视频噪声测量结果示意图
图8射频噪声测量结果示意图
图9宽带噪声产生模块原理框图
图10雷达标校器硬件原理框图
图11雷达标校器软件总体模块框图
图12主控软件流程框图
具体实施例方式下面结合附图，对本发明的技术方案做进一步的说明。见图1，一种舰载全相参相控阵雷达标校器，它包括本振模块，上、下混频模块，中频处理模块，目标距离、速度模拟模块，宽带噪声产生模块，主控平台等部分，其中本振模块分为一、二本振模块，上混频模块分为第一、第二上混频模块，下混频模块分为第一、第二下混频模块，主控平台包括CPCI母板、电源、键盘、显示、外部接口和时钟及延迟控制电路，上述各个模块及主控平台的各组成件都通过CPCI母板获取电源和数据交换。上述各模块之间的连接关系、信号传输关系如下如图I所示舰载相控阵雷达发射X波段雷达发射信号，该全相参相控阵雷达标校器上通过低损耗电缆连接的喇叭天线接收该雷达发信号，一本振模块产生的2 2. 5G本振信号，经4倍频后与第一级下混频模块混频产生第一中频信号，带通滤波器滤除寄生杂波干扰，经中频放大调整后送入第二级下混频器，二本振模块产生O. 86G本振信号与第一中频信号差频产生第二中频信号后进入中频处理模块，中频处理模块由中频带通滤波器与中频放大器组成，其带通滤波器为通带40MHz，中心频率为140MHz，中频放大器调整中频信号幅度，中频处理后送入目标距离、速度模拟模块，完成雷达目标信号距离和速度信息的模拟。宽带噪声产生模块产生舰载相控阵雷达检验所需要的宽带噪声信号，运用频谱搬移方法将其调制到X波段，包含有雷达目标距离和速度信息的第二中频信号分别与二、一本振信号进行两次上混频后与宽带噪声信号功率合成产生雷达回波信号经由天线辐射出去，舰载相控阵雷达接到雷达回波信号进行数据处理并在雷达显示器上显示，同时结合雷达标校器的设置与显示功能，通过键盘操作进行修改雷达目标参数，屏幕上直观显示模拟的目标信息，与舰载相控阵雷达显示器进行数据比较。外部接口连接计算机，用于雷达标校器在线调试，时钟及延迟控制电路提供雷达标校器全部时钟和时序基准，电源为雷达标校器系统供电，各个模块通过CPCI母板进行数据交换。由于两次上混频/下混频采用同一本振源， 回放的雷达回波信号与雷达发射信号相参，满足舰载相控阵雷达回波相参技术要求。本发明将重点阐述目标距离、速度模拟模块以及宽带噪声产生模块两个模块的设计。
所述目标距离、速度模拟模块的信号连接关系如下高精度、大范围的目标距离、速度模拟是本项目的关键之一。数字射频存储技术由于具有传统延迟线法无法比拟的优点，已逐渐成为雷达目标模拟最为先进的技术方法，本发明雷达目标信号距离、速度模拟原理框图如图2所示，它主要包括A/D转换、降速电路、存储模块(RAM)、升速电路、数字锁相环调频电路、D/A转换、时钟及延迟控制电路和X波段本振信号源。其间关系是舰载相控阵雷达发射信号通过输入端口、数控衰减、滤波后与一、 二本振信号进行两次下混频产生中心频率140MHz，带宽50MHz中频信号，该信号经带宽为 40MHz带通滤波器滤波后送到DRFM数字射频存储模块，DRFM数字射频存储模块将模拟信号转换为数字信号进行存储，降速电路把高速的并行数据转换成与存储器读写速度相匹配的低速并行数据，并存入双端口存储模块RAM，完成雷达信号的写入过程。数据读过程与写过程相反，即双端口存储模块RAM中存储的数据在时钟及延迟控制电路的同步控制下，按先进先出顺序原则，由升速电路把低速并行数据转化为高速并行数据后通过D/A转换和带通滤波器形成模拟中频信号。在DRFM数字射频存储模块中加入数字调频电路，用于产生多普勒频移来模拟目标径向速度。数字锁相环调频电路见图3，调制信号作为VCO控制电压的一部分使其频率产生变化，输出已调频信号。当调制信号为锯齿波时，可输出扫频信号。当调制信号为数字脉冲时，可产生移频键控调制(FSK信号)。时钟及延迟控制电路提供时序基准，如图4所示。输入的高速时钟信号和数据信号产生4路低速的双端口存储模块RAM写数据信号、写地址信号、写信号、写时钟信号和读数据信号、读地址信号、读信号、读时钟信号，经过复用处理后合成高速输出时钟信号和数据信号。写地址信号是通过一个内部计数器电路生成的，距离延时可通过运算电路来实现。运算电路实现存储器写地址和读地址之间的数学运算，两个地址之间的差值与延迟时间成正比。延迟时间的长短决定了模拟目标距离范围，延迟时间分辨率决定模拟目标的距离分辨率。要实现高精度距离模拟，就需提高存储器读/写时钟频率，使延迟时间的控制精度更高，随着存储器读/写时钟频率的提高， 使得在相同延时条件下需要更大的存储空间。根据现有器件水平和本项目技术要求，采用 12位500MHz采样速率的A/D和D/A转换器，以满足瞬时带宽和量化噪声要求。为了实现最大250km目标距离的模拟，存储模块采用1024kX16位的大容量高速双端口 RAM存储器，升速、降速电路和双端口 RAM存储器管理电路采用高速FPGA来实现。图5为中频放大电路示意图。当要模拟目标距离时，时钟及延迟控制电路根据要模拟目标距离大小计算出回放存储器数据的延时，按先进先出顺序进行数据回放，回放数据经DRFM数字射频存储模块中 D/A变换电路将数字信号转换成模拟中频信号；当要模拟目标速度时，在RAM存储器存储中的数据读出的同时，时钟及延迟控制电路触发波形发生器产生锯齿波作用数字锁相环调频电路，使得雷达目标信号数字载频发生多普勒频移，从而模拟目标径向速度，雷达目标信号两次上变频后与宽带噪声信号功率合成产生雷达回波信号经天线辐射给舰载相控阵雷达。所述宽带噪声产生模块信号连接关系如下为检验舰载相控阵雷达噪声干扰抑制等能力，需要研制IGHz宽带噪声源覆盖舰载雷达所有工作频点，通常产生射频噪声的办法是采用噪声调频，利用视频噪声去调制压控振荡器VCO来实现，尽管该方法也能在接近IGHz宽带内产生射频噪声，但存在噪声谱密度较小、谱密度不均匀等问题。
为实现宽带噪声，本方案提出采用频谱搬移的方法，利用宽带噪声源、X波段本振信号和X波段宽带混频器产生所需宽带噪声信号。为验证频谱搬移的原理，进行了验证性试验。频谱搬移测试原理框图6所示。宽带噪声信号利用安捷伦33250A函数任意波发生器产生，输出噪声电平为-IOdBm ;本振信号使用E8257D微波信号源产生，输出频率IOGHz， 功率-IOdBm ;混频器采用泰格TGM-202宽带混频器，变频损耗约10dB，输出射频噪声采用 AV4033频谱仪测量。图7为33250A函数任意波发生器产生的视频噪声，图8为AV4033频谱仪测量的搬移后的射频频谱，可以看出噪声被成功搬移到本振频率IOGHz两侧，说明该方法是可行的。 此外因混频器三端口驻波稍差，宽带使用时应注意端接电路的匹配设计和混频器自身的良好接地。在雷达标校器实际设计中，宽带噪声信号采用中电55所研制的WAB0102HMS微波固定噪声源，频谱覆盖范围超过1GHZ，超噪比37dB，宽带噪声信号与一本振信号4倍频后混频，将噪声信号搬移到X波段，噪声频谱能够覆盖雷达的所有工作频点。宽带噪声产生模块原理框图如图9所示。宽带噪声信号经隔离器、滤波器、低噪放大器、电控衰减器、功率放大器后由喇叭天线辐射出去。隔离器将噪声源与放大隔离开，滤波器滤除寄生频谱分量，经过低噪放大器和功率放大器将噪声放大到指定输出功率，精密电控衰减器用于调整噪声源功率大小，与雷达目标信号功率合成后辐射给舰载相控阵雷达用以检验噪声抑制以及抗干扰能力，雷达标校器硬件原理框图如图10。下面将参考附图来详细说明该雷达标校器软件设计方案及流程整机软件运行环境选择Windows 2000/XP操作系统，开发环境采用Visual C。整个软件操作将全部采用中文下拉、弹出式菜单及快捷图标的方式，软件输入方式也将设计成灵活可选的形式，除仪器前面板操作控制外，同时直接支持标准键盘和鼠标，通过鼠标点击就可以完成仪器的全部操作，由于软件是实现人机互动的窗口，因此整个软件将按照操作简单、方便、快捷，富有人性化来进行设计。为满足上述设计要求，雷达标校器软件总体模块框图11所示。整个软件设计将采用模块化思想，主要包括主控程序、设备驱动程序、控制程序、 系统自检程序和操作界面程序。其中设备驱动程序包括各种智能接口、键盘、显示和打印等程序，每部分程序实现的主要功能具体如下整个系统软件主要包括主控程序、设备驱动程序、控制程序、系统自检程序和操作界面程序。其中设备驱动程序包括各种智能接口、键盘、显示和打印等程序，下面说明几个重点程序模块功能I)主控程序是整个软件系统的控制核心，完成从开机启动到仪器进入工作状态的全过程控制，负责各个软件模块的调用，完成相应功能；2)自检和校准程序自检软件与仪器硬件电路一起完成对仪器主要硬件模块的功能和工作状态自检，并实时报告自检结果，以确保仪器工作状态正确。校准补偿软件主要包括通道频响校准等，是仪器实现指标稳定的很重要措施，通过对硬件模块的校准，使之达到最佳工作状态；3) FPGA程序装载和控制在开机时通过主控软件的调用，完成对多个FPGA配置程序的加载，并在工作过程中完成对FPGA运行程序的状态和参数控制；4) DRFM控制程序根据设置的距离，对数字射频存储模块进行控制，完成对输入雷达发射信号高速采样、存储、延迟处理和回放等电路的控制，实现雷达目标距离的模拟； 根据设置的速度和工作模式，函数及脉冲发生器能够产生锯齿和数字脉冲两类调制信号， 完成扫频、频移键控两类已调信号，实现雷达目标速度的模拟；5)本振频率控制根据输入雷达发射信号频率，控制本振频率，产生合适的中频频率送数字射频存储模块；6)目标与噪声信号功率控制根据目标与噪声信号耦合器，控制器可以方便调节电控衰减器完成目标与噪声功率合成。能够模拟雷达回波信号以及目标与噪声叠加信号；主控软件流程框图如图12所示。软件运行过程为开机上电后，进行系统进行功能自检、内存校验和硬件检测，初始化完成后，对各功能模块进行自测试和开机自校准，根据模拟目标的数量、距离、径向速度、反射截面进行控制，生成输出信号。
权利要求
1.一种舰载全相参相控阵雷达标校器，其特征在于它包括本振模块，上、下混频模块，中频处理模块，目标距离、速度模拟模块，宽带噪声产生模块和主控平台，其中本振模块分为一、二本振模块，上混频模块分为第一、第二上混频模块，下混频模块分为第一、第二下混频模块，主控平台包括CPCI母板、电源、键盘、显示、外部接口和时钟及延迟控制电路，上述各个模块及主控平台的各组成件都通过CPCI母板获取电源和数据交换；舰载全相参相控阵雷达发射X波段雷达发射信号，雷达标校器上通过低损耗电缆连接的喇叭天线接收该雷达发射信号，一本振模块产生的2 2. 5G本振信号，经4倍频后与第一级下混频模块混频产生第一中频信号，二本振模块产生O. 86G本振信号与第一中频信号差频产生第二中频信号后送入中频处理模块，中频处理后进入目标距离、速度模拟模块，完成雷达目标信号距离和速度信息的模拟；宽带噪声产生模块产生舰载全相参相控阵雷达检验所需要的宽带噪声信号，运用频谱搬移方法将其调制到X波段，包含有目标距离和速度信息的第二中频信号与二、一本振信号进行两次上混频后与X波段宽带噪声信号功率合成经由天线辐射出去；雷达标校器屏幕上显示模拟的目标信息，通过键盘操作进行修改雷达目标参数，外部接口连接计算机，用于雷达标校器在线调试，时钟及延迟控制电路提供雷达标校器全部时钟和时序基准，电源为雷达标校器供电，各个模块通过CPCI母板进行数据交换；所述目标距离、速度模拟模块，它包括Α/D转换、降速电路、存储模块RAM、升速电路、数字锁相环调频电路、D/Α转换、时钟及延迟控制电路和X波段本振信号源；其间关系是舰载相控阵雷达发射信号通过标校器输入端口、数控衰减、滤波后与一、二本振信号两次下变频产生第二中频信号后送入中频处理模块，中频处理模块由中频带通滤波器与中频放大器组成，中频放大器输出后送入DRFM数字射频存储模块的进行AD采样，采用12位500MHz采样速率的Α/D和D/Α转换器，在时钟及延迟控制电路同步控制下，降速电路将Α/D产生的 500Mbps数据流分成4路125Mbps数据流，分时存入4组双端口存储模块RAM中，完成数字信号的存储写入过程；当要把数据回放读出时，便在时钟及延迟控制电路的同步控制下，按先进先出顺序，由升速电路将存储模块RAM并行4路125Mbps数据流合成500Mbps —路数据流，完成低速并行数据向高速并行数据的转化，通过D/Α转换和带通滤波器变为模拟中频信号分别与一、二本振信号混频输出；为在DRFM数字射频存储模块中同时能够模拟目标速度信息，在DRFM数字射频存储模块中设计了数字锁相环调频电路，在D/Α转化之前加入数字锁相环调频电路，是为了雷达目标信号在数字信号的状态下调频，提高了信号的抗干扰能力，调制信号作为VCO控制电压的一部分使其频率产生变化，输出已调频信号，当调制信号为锯齿波时，输出扫频信号；当调制信号为数字脉冲时，产生移频键控调制FSK信号， 波形发生器产生的调制信号为10%的锯齿波；输入的高速时钟信号和数据信号产生4路低速的双端口存储模块RAM写数据信号、写地址信号、写信号、写时钟信号和读数据信号、读地址信号、读信号、读时钟信号，经过复用处理后合成高速输出时钟信号和数据信号；写地址信号是通过一个内部计数器电路生成的，距离延时通过运算电路来实现；运算电路实现存储器写地址和读地址之间的数学运算，两个地址之间的差值与延迟时间成正比，延迟时间的长短决定了模拟目标距离范围；所述宽带噪声产生模块与目标信号距离、速度模拟模块采用同一本振，经4倍频后宽带噪声源混频，将噪声信号搬移到X波段，经滤波低噪放大、功率放大后与雷达目标信号功率合成输出，通过功率耦合、信号检波后送给控制器控制电控衰减器来调节宽带噪声信号功率的大小，控制器具有手动和自动调节功率大小能力；宽带噪声源采用WAB0102HMS微波固定噪声源，频谱覆盖范围超过1GHZ，超噪比37dB，宽带噪声信号频谱能够覆盖舰载相控阵雷达的所有工作频点；所述本振模块由一、二两个本振模块组成，中心频率分别为2. 25GHz,O. 86GHz ;一本振经4倍频产生X波段本振源与舰载相控阵雷达发射信号进行第一次下混频，产生IGHz第一中频信号与二本振再次进行下变频后产生140MHz第二中频信号；所述中频处理模块由中频带通滤波器与中频放大器组成，它各有两个中频放大器和两个带通滤波器，分别滤除第一、第二中频信号杂波干扰，中频放大器用于调整中频信号幅度，其带通滤波器分别为中心频率为1000MHz、140MHz，通带100MHz、40MHz ;为了电路一致性和简化电路，中放采用相同的放大电路，该放大电路使用集成微波放大器MSA-0806，系统采用+12V电压供电，提供给放大器的直流偏置在7. 8V ;如果需要更大的增益，采用多级级联的方式，在每一级之间用电阻η型衰减电路增加隔离度和控制增益；所述下混频模块分为第一、第二下混频模块，因需要两次下混频，故需要两个混频电路；第一级混频电路是雷达标校器接收的舰载相控阵雷达发射信号与一本振下混频至 1GHz，采用ZX05-153+高性能混频器模块，直接采用SMA接口 ；第二级混频电路由第一级混频电路产生的第一中频信号IGHz与二本振O. 86GHz下混频至140MHz，采用CSM5TH宽带混频器；所述上混频模块分为第一、第二上混频模块，因需要两次上混频，故需要两个混频电路；第一级混频电路是模拟的雷达目标信号与二本振上混频至1GHz，采用CLF-1A5双平衡混频器；第二级混频电路由IGHz与一本振上混频至X波段，采用M9-7220高性能混频器模块，直接采用SMA接口；所述主控平台包括CPCI母板、电源、键盘、显示、外部接口和时钟及延迟控制电路；键盘、显示采用通用设备，外部接口为RS-232总线与计算机相连；CPCI母板进行数据交换工作，采用CPCI-6965 ;时钟及延迟控制电路提供时序基准，输入的高速时钟信号和数据信号产生4路低速的双端口存储模块RAM写数据信号、写地址信号、写信号、写时钟信号和读数据信号、读地址信号、读信号、读时钟信号，经过复用处理后合成高速输出时钟信号和数据信号；写地址信号是通过一个内部计数器电路生成的，距离延时通过运算电路来实现；运算电路实现存储模块RAM写地址和读地址之间的数学运算，两个地址之间的差值与延迟时间成正比，电源输入为220V市电，输出为+12V，+5V，+24V，满足直流供电要求。
全文摘要
一种舰载全相参相控阵雷达标校器，它包括本振模块，上、下混频模块，中频处理模块，目标距离、速度模拟模块，宽带噪声产生模块，主控平台等部分，其中本振模块分为一、二本振模块，上混频模块分为第一、第二上混频模块，下混频模块分为第一、第二下混频模块，主控平台包括CPCI母板、电源、键盘、显示、外部接口和时钟及延迟控制电路，上述各个模块及主控平台的各组成件都通过CPCI母板获取电源和数据交换。本发明可以逼真模拟目标与宽带噪声功率叠加合成的雷达回波信号，能够检验舰载相控阵雷达噪声干扰下目标检测能力。它在相控阵雷达标校校验技术领域里具有良好的应用前景。
文档编号G01S7/40GK102608582SQ201210022968
公开日2012年7月25日 申请日期2012年2月2日 优先权日2012年2月2日
发明者冯文全, 孙泽斌, 方勇, 王春刚, 赵琦, 邢小地 申请人:北京航空航天大学