一种无人机SAR雷达信号模拟器

一种无人机sar雷达信号模拟器
技术领域
1.本实用新型涉及雷达射频信号模拟技术领域，具体涉及一种无人机sar雷达信号模拟器。


背景技术：

2.sar雷达是大型无人侦察机和察打一体无人机的重要任务载荷，具有空地和空海监视探测能力，能够对地面、海面的静止目标进行探测，能够对地面、海面运动目标进行监视跟踪、部分重点目标进行识别等功能。在对大型无人机进行日常维护时，需要模拟中频雷达信号来对雷达的算法和功能进行测试，以确保雷达性能完好。因此，需要一种无人机sar雷达信号模拟器。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型提供一种无人机sar雷达信号模拟器，可以实现对雷达外场基层级维修、设备维修后性能测试等功能，有效提高雷达维护效率。
4.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种无人机sar雷达信号模拟器，包括模拟调制模块、数据存储模块、液晶显示与控制模块、电源模块、外部计算机、频率源和微波开关，所述数据存储模块用于存储和播放雷达回波数据，所述数据存储模块分别与模拟调制模块、液晶显示与控制模块、外部计算机通信连接，所述频率源与微波开关连接提供播放回波数据的时钟基准，所述微波开关与模拟调制模块连接，所述电源模块对各个模块供电。
5.进一步的，所述模拟调制模块包括有i、q两路正交数据，沿着信号流向，依次是数模转换、运放、低通滤波、运放、正交调制和信号放大。
6.进一步的，所述数据存储模块由控制单元以及与控制单元连接的数据存储单元、数据缓存单元、数据传输接口单元、串口通讯单元、j型连接器和两对p型连接器组成。
7.进一步的，所述液晶显示与控制模块采用触摸屏，所述液晶显示与控制模块通过rs
‑
232接口与数据存储模块连接。
8.进一步的，所述频率源包括内部频率源和外部频率源。
9.进一步的，所述外部频率源为320mhz，内部频率源为320mhz，两个频率源频率偏差不大于500khz，功率为
‑
4dbm。
10.本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：
11.无人机sar雷达信号模拟器，需要产生i、q两路基带信号和一路中频模拟信号，供雷达测试使用。工作过程中，要求能够通过外部计算机软件，提前将波形数据存储至sar雷达信号模拟器内，并能通过软件设置模拟器工作方式，具有脱机工作的功能，具有可切换的内外两种工作时钟，能够通过外接的ttl控制信号控制波形数据存储器内波形数据的播放位置。
12.本实用新型可以实现对雷达外场基层级维修、设备维修后性能测试等功能，有效提高雷达维护效率，降低维护难度和成本。
附图说明
13.图1为本实用新型无人机sar雷达信号模拟器的系统结构框图；
14.图2为本实用新型数据存储模块的结构框图；
15.图3为本实用新型模拟调制模块的工作原理图。
具体实施方式
16.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图1
‑
3，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
17.实施例一
18.如图1
‑
3所示：一种无人机sar雷达信号模拟器，包括模拟调制模块、数据存储模块、液晶显示与控制模块、电源模块、外部计算机、频率源和微波开关，所述数据存储模块用于存储和播放雷达回波数据，所述数据存储模块分别与模拟调制模块、液晶显示与控制模块、外部计算机通信连接，所述频率源与微波开关连接提供播放回波数据的时钟基准，所述微波开关与模拟调制模块连接，所述电源模块对各个模块供电。
19.所述模拟调制模块包括有i、q两路正交数据，沿着信号流向，依次是数模转换、运放、低通滤波、运放、正交调制和信号放大。模拟信号调制模块用于实现信号的模拟处理部分，包括信号的数模转换、低通滤波、信号放大和正交调制等，并最终输出中频模拟信号。
20.模拟信号调制模块有i、q两路正交数据，沿着信号流向，依次是数模转换、运放、低通滤波、运放、正交调制和信号放大,其工作原理如图3所示。
21.模拟信号调制模块主要用于实现将数字信号转换为模拟信号。包括信号的数模转换、低通滤波、信号放大和正交调制等，并最终输出中频模拟信号。
22.2个p型连接器与数据存储模块连接，2路雷达回波数据数字信号通过数据转换单元转换成模拟信号，然后再通过由运放构成的信号调理电路，把数模转换芯片生成的差分电流信号转换成单端电压信号；由于数模转换芯片具有非线性的特点，生成的模拟信号中不可避免的会存在高次谐波分量，所以需要设计低通滤波单元对信号进行滤波，通过lc元件搭建低通滤波器来实现滤波功能；经过滤波后的信号，分成两部分，一部分送到由运放构成的放大电路放大后输出，这就是基带信号，另一部分送到正交调制单元，和本振信号进行正交调制，输出中频信号，但是此时的中频信号幅度很低，难以满足设计需求，需要经过信号放大单元进行放大后输出；320mhz 的频率源通过模拟调制板卡的时钟单元为2路数模转换模块提供时钟，400mhz的频率源为正交调制模块提供本振信号。
23.所述数据存储模块由控制单元以及与控制单元连接的数据存储单元、数据缓存单元、数据传输接口单元、串口通讯单元、j型连接器和两对p型连接器组成。数据存储模块主要由控制单元、数据存储单元、数据缓存单元、数据传输接口单元、串口通讯单元、电源模块、j型连接器和2对p型连接器组成。主要用于存储和播放雷达回波数据，通过外部计算机将雷达回波数据、模拟器工作模式信息、控制指令写入数据存储模块。如图2所示。
24.控制单元是整个系统的控制核心，通过fpga实现，调度各个模块发挥作用；数据存储单元是由cf卡组成的非易失性存储介质，主要用于存储雷达回波数据，可以实现系统脱
机工作的功能；数据缓存单元，是通过ddrⅱ内存实现雷达回波数据缓存和高速带宽回放。数据传输接口单元，通过usb接口实现数字存储模块与上位机的数据传输和指令信息交互。串口通讯单元，是通过rs
‑
232接口，实现数字存储板卡和液晶显示与控制模块的指令信息交互。2个p型连接器和1个j型连接器，分别与模拟信号调制模块、sar雷达连接，实现数据和指令信息的传输。
25.所述液晶显示与控制模块采用触摸屏，所述液晶显示与控制模块通过rs
‑
232接口与数据存储模块连接。液晶模块主要负责sar雷达中频信号模拟器脱机时的工作，具体功能包括数据模式工作信息的下载和数据操作指令的交互，当液晶屏上电后，分成两种工作模式，当进入联机工作模式时，液晶屏不操作，当进入脱机工作模式时，点击脱机模式按钮，液晶屏进入脱机模式的工作界面。
26.选择一款带触摸屏的液晶显示与控制模块，该液晶屏尺寸大小为8英寸，电阻式触摸屏，5v供电，通过rs
‑
232接口和模拟器进行数据传输。使用时，通过自带专用软件，进行液晶显示界面设计，设计完成后把生成的文件下载到液晶内部的存储器内固化，通过触摸液晶屏实现脱机状态下，与模拟器进行指令交互。
27.所述频率源包括内部频率源和外部频率源。内部频率源主要用于提供播放回波数据的时钟基准。模拟器可以通过二选一的微波开关来切换内外频率源。由于外部频率源为320mhz，为了信号的均衡一致性，内部频率源也选为320mhz，频率偏差不大于500khz，功率为
‑
4dbm。具体技术指标为：
28.1)输出频率：320mhz；
29.2)信号路数：1 路；
30.3)输出阻抗：50 欧姆；
31.4)信号形式：连续正弦波信号；
32.5)频率精度：≤10
‑533.6)输出功率：
‑
3～
‑
5dbm；
34.7)功率精度：
±
0.5dbm；
35.8)杂散抑制：≥60dbc；
36.9)二次谐波抑制：≥45dbc；
37.10)+12v 电源。
38.sar雷达中频信号模拟器选用的微波开关，工作频率为0.02～1.4ghz，最大插入损耗为1.3db。
39.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。