本发明涉及雷达外场试验技术领域，特别是一种基于无人机的雷达模拟器装置。
背景技术：
雷达外场试验时，为配合不同体制雷达的调试，需要模拟各种体制雷达的回波信号。现有的雷达调试时，需要在远端架设升降台用信号源模拟雷达回波信号，这种模拟方式的回波信号方向单一，距离固定，成本高，操作不方便；在外场试验条件恶劣的山区或岸边，难以架设升降台，给雷达设备调试带来诸多不便。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种调试成本低、调试周期短、体积小、重量轻、使用方便、适应性强的基于无人机的雷达模拟器装置。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于无人机的雷达模拟器装置，包括六旋翼无人机、雷达模拟器、支架和定向辐射天线；
所述雷达模拟器通过支架固定于六旋翼无人机底部，所述定向辐射天线固定于雷达模拟器下方，雷达模拟器的输出端口通过电缆连接定向辐射天线的射频输入端口，通过定向辐射天线的输出端口向空间辐射雷达模拟回波信号。
进一步地，所述雷达模拟器包括2-6ghz模拟信号发生器、信号处理板、调制器、5w功率放大器、电池、电源转换模块、电源指示灯和故障指示灯；
所述2-6ghz模拟信号发生器产生2-6ghz的雷达模拟回波信号，包括正弦波信号和线性调频信号；2-6ghz模拟信号发生器的输出端连接至调制器的输入端，调制器对雷达模拟回波信号进行脉冲调制；从调制器输出的雷达模拟回波信号传输至5w功率放大器的射频输入端口，5w功率放大器将雷达模拟回波信号的功率放大后输出至定向辐射天线；
所述信号处理板控制2-6ghz模拟信号发生器的工作频率，根据需要模拟的雷达模拟回波信号类型产生重频固定、重频参差或重频抖动的脉冲信号；
所述电源转换模块将电池输出的24v转换为雷达模拟器工作所需的电压，提供整个雷达模拟器所需的电能；
所述电源指示灯和故障指示灯用于显示雷达模拟器的工作状态。
进一步地，所述电池采用5300mah75c6s锂电池。
进一步地，所述2-6ghz模拟信号发生器包括顺次连接的恒温晶振、鉴相器、有源环路滤波器、压控振荡器、功分器、可编程分频器和放大器；
所述恒温晶振的输出连接鉴相器的参考输入脚，为鉴相器提供参考频率；所述鉴相器的电荷泵输出脚通过有源环路滤波器与压控振荡器的调谐端相连，压控振荡器的输出端连接功分器，功分器输出两路，一路连接至鉴相器的射频输入端，另一路连接至可编程分频器的输入端，可编程分频器将4-8ghz的射频信号根据频率设置除1或除2分频，分频后的信号连接至放大器，放大器将2-6ghz的射频信号放大后输出。
进一步地，所述鉴相器芯片采用analog公司的hmc703lp4e，最高工作频率为8ghz，归一化噪位噪声为-230dbc/hz；鉴相器内置扫描模式，支持外部或自动触发的扫描，最大扫描范围仅受压控振动器动态范围的限制；
所述恒温晶振采用100mhz的ocxo100m-202010-155，相位噪声为-150dbc/hz@1khz，频率稳定度在-40℃到85℃范围内为±0.5ppm；
所述压控振荡器采用hmc586lc4b，输出频率范围4-8ghz，调谐灵敏度为300mhz/v，输出功率为5dbm；
所述功分器采用微带功分器；
所述可编程分频器将功分器的信号进行除1或除2操作，除1产生4-6ghz的信号，除2产生2-4ghz的信号。
进一步地，所述调制器包括射频开关1和射频开关2；所述射频开关1和射频开关2均采用hmc547lp3，ttl电平控制，单个开关隔离为45db；
调制器根据信号处理板发出的信号，控制射频开关1和射频开关2的开关，当信号处理板发出高电平信号时射频开关1和射频开关2处于开状态，当信号处理板发出低电平信号时射频开关1和射频开关2处于关状态。
进一步地，所述5w功率放大器输出的连续波饱和功率大于37dbm，增益为35db，输出功率为40dbm，工作电压为12v，电流为1.5安培。
进一步地，所述定向辐射天线的天线增益大于8db，天线驻波比小于2.5，天线极化方式为垂直极化，天线输入阻抗为50ω。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：(1)实现了多角度、远距离地发射多种雷达回波信号，能够实时获取测量数据；(2)低功耗设计，采用电池供电，适合野外作业，重量轻，使用灵活方便；(3)减少了雷达的调试成本，缩短了雷达的调试周期，体积小，携带方便，可在复杂环境下工作，不受地理环境影响，适应性强。
附图说明
图1是本发明中雷达模拟器的结构框图。
图2是本发明中2-6ghz模拟信号发生器的结构框图。
图3是本发明中调制器的结构框图。
具体实施方式
本发明基于无人机的雷达模拟器装置，包括六旋翼无人机、雷达模拟器、支架和定向辐射天线；
所述雷达模拟器通过支架固定于六旋翼无人机底部，所述定向辐射天线固定于雷达模拟器下方，雷达模拟器的输出端口通过电缆连接定向辐射天线的射频输入端口，通过定向辐射天线的输出端口向空间辐射雷达模拟回波信号。
进一步地，所述雷达模拟器包括2-6ghz模拟信号发生器、信号处理板、调制器、5w功率放大器、电池、电源转换模块、电源指示灯和故障指示灯；
所述2-6ghz模拟信号发生器产生2-6ghz的雷达模拟回波信号，包括正弦波信号和线性调频信号；2-6ghz模拟信号发生器的输出端连接至调制器的输入端，调制器对雷达模拟回波信号进行脉冲调制；从调制器输出的雷达模拟回波信号传输至5w功率放大器的射频输入端口，5w功率放大器将雷达模拟回波信号的功率放大后输出至定向辐射天线；
所述信号处理板控制2-6ghz模拟信号发生器的工作频率，根据需要模拟的雷达模拟回波信号类型产生重频固定、重频参差或重频抖动的脉冲信号；
所述电源转换模块将电池输出的24v转换为雷达模拟器工作所需的电压，提供整个雷达模拟器所需的电能；
所述电源指示灯和故障指示灯用于显示雷达模拟器的工作状态。
进一步地，所述电池采用5300mah75c6s锂电池。
进一步地，所述2-6ghz模拟信号发生器包括顺次连接的恒温晶振、鉴相器、有源环路滤波器、压控振荡器、功分器、可编程分频器和放大器；
所述恒温晶振的输出连接鉴相器的参考输入脚，为鉴相器提供参考频率；所述鉴相器的电荷泵输出脚通过有源环路滤波器与压控振荡器的调谐端相连，压控振荡器的输出端连接功分器，功分器输出两路，一路连接至鉴相器的射频输入端，另一路连接至可编程分频器的输入端，可编程分频器将4-8ghz的射频信号根据频率设置除1或除2分频，分频后的信号连接至放大器，放大器将2-6ghz的射频信号放大后输出。
进一步地，所述鉴相器芯片采用analog公司的hmc703lp4e，最高工作频率为8ghz，归一化噪位噪声为-230dbc/hz；鉴相器内置扫描模式，支持外部或自动触发的扫描，最大扫描范围仅受压控振动器动态范围的限制；
所述恒温晶振采用100mhz的ocxo100m-202010-155，相位噪声为-150dbc/hz@1khz，频率稳定度在-40℃到85℃范围内为±0.5ppm；
所述压控振荡器采用hmc586lc4b，输出频率范围4-8ghz，调谐灵敏度为300mhz/v，输出功率为5dbm；
所述功分器采用微带功分器；
所述可编程分频器将功分器的信号进行除1或除2操作，除1产生4-6ghz的信号，除2产生2-4ghz的信号。
进一步地，所述调制器包括射频开关1和射频开关2；所述射频开关1和射频开关2均采用hmc547lp3，ttl电平控制，单个开关隔离为45db；
调制器根据信号处理板发出的信号，控制射频开关1和射频开关2的开关，当信号处理板发出高电平信号时射频开关1和射频开关2处于开状态，当信号处理板发出低电平信号时射频开关1和射频开关2处于关状态。
进一步地，所述5w功率放大器输出的连续波饱和功率大于37dbm，增益为35db，输出功率为40dbm，工作电压为12v，电流为1.5安培。
进一步地，所述定向辐射天线的天线增益大于8db，天线驻波比小于2.5，天线极化方式为垂直极化，天线输入阻抗为50ω。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例
本实施例基于无人机的雷达模拟器装置，包括六旋翼无人机、雷达模拟器、支架和定向辐射天线；
所述雷达模拟器通过支架固定于六旋翼无人机底部，所述定向辐射天线固定于雷达模拟器下方，雷达模拟器的输出端口通过电缆连接定向辐射天线的射频输入端口，通过定向辐射天线的输出端口向空间辐射雷达模拟回波信号。
结合图1，所述雷达模拟器包括2-6ghz模拟信号发生器、信号处理板、调制器、5w功率放大器、电池、电源转换模块、电源指示灯和故障指示灯；
所述2-6ghz模拟信号发生器产生2-6ghz的雷达模拟回波信号，包括正弦波信号和线性调频信号；2-6ghz模拟信号发生器的输出端连接至调制器的输入端，调制器对雷达模拟回波信号进行脉冲调制；从调制器输出的雷达模拟回波信号功率为5dbm，传输至5w功率放大器的射频输入端口，5w功率放大器将雷达模拟回波信号的功率放大到37dbm后输出至定向辐射天线；
所述信号处理板控制2-6ghz模拟信号发生器的工作频率，根据需要模拟的雷达模拟回波信号类型产生重频固定、重频参差或重频抖动的脉冲信号；
所述电源转换模块将电池输出的24v转换为雷达模拟器工作所需的电压，提供整个雷达模拟器所述的电能；
所述电池采用重量轻、容量大的5300mah75c6s锂电池；
所述电源指示灯和故障指示灯用于显示雷达模拟器的工作状态。
雷达模拟器具体技术指标为：
1、工作频率
1)输出频率：2～6ghz；
2)频率步进：1mhz；
2、重复间隔
a)范围
100hz～500khz
b)精度
0.1us
3、脉宽指标
a)范围
0.1us～1500us
b)精度
0.1us
4、信号类型
频率固定、重频固定雷达信号；
频率固定、重频参差雷达信号；
频率固定、重频抖动雷达信号；
5、辐射功率
≥37dbm
6、重量
小于2kg
结合图2，所述2-6ghz模拟信号发生器包括顺次连接的恒温晶振、鉴相器、有源环路滤波器、压控振荡器、功分器、可编程分频器和放大器；
所述恒温晶振的输出连接鉴相器的参考输入脚，为鉴相器提供参考频率；所述鉴相器的电荷泵输出脚通过有源环路滤波器与压控振荡器的调谐端相连，压控振荡器的输出端连接功分器，功分器输出两路，一路连接至鉴相器的射频输入端，另一路连接至可编程分频器的输入端，可编程分频器将4-8ghz的射频信号根据频率设置除1或除2分频，分频后的信号连接至放大器，放大器将2-6ghz的射频信号放大后输出。
2-6ghz模拟信号发生器指标为：
1)输出频率：2-6ghz
2)步进1mhz
3)相位噪声：≤-85dbc/hz@1khz；
4)杂散：≥50dbc
5)输出功率：≥7dbm；
6)跳频时间：≤250us；
7)具有线性扫频模式
8)工作电压：+5v(电流≤400ma)
作为一种具体示例，所述鉴相器芯片采用analog公司hmc703lp4e,最高工作频率为8ghz,归一化噪位噪声为-230dbc/hz，鉴相器内置扫描模式，支持外部或自动触发的扫描，最大扫描范围仅受压控振动器动态范围的限制。
所述恒温晶振采用100mhz的ocxo100m-202010-155，相位噪声为-150dbc/hz@1khz，频率稳定度在-40℃到85℃范围内为±0.5ppm；
所述压控振荡器采用hmc586lc4b，输出频率范围4-8ghz，调谐灵敏度为300mhz/v，输出功率为5dbm；
所述功分器采用微带功分器；
所述可编程分频器将功分器的信号进行除1或除2操作，除1产生4-6ghz的信号，除2产生2-4ghz的信号。
结合图3，所述调制器包括射频开关1和射频开关2；
所述射频开关1和射频开关2采用高隔离的hmc547lp3,ttl电平控制,单个开关隔离为45db；调制器根据信号处理板发出信号，控制射频开关1和射频开关2的开关，当信号处理板发出高电平信号时射频开关1和射频开关2处于开状态，当信号处理板发出低电平信号时射频开关1和射频开关2处于关状态。
进一步地，所述5w功率放大器输出的连续波饱和功率大于37dbm，增益为35db，输出功率为40dbm，工作电压为12v，电流为1.5安培。
进一步地，所述定向辐射天线的天线增益大于8db，天线驻波比小于2.5，天线极化方式为垂直极化，天线输入阻抗为50ω。
综上所述，本发明实现了多角度、远距离地发射多种雷达回波信号，能够实时获取测量数据；采用低功耗设计，且电池供电，适合野外作业，重量轻，使用灵活方便；减少了雷达的调试成本，缩短了雷达的调试周期，体积小，携带方便，可在复杂环境下工作，不受地理环境影响，适应性强。