基于混频方式的雷达目标模拟器以及微波雷达传感测试系统的制作方法

本发明涉及雷达领域，特别是涉及一种基于混频方式的雷达目标模拟器以及微波雷达传感测试系统。

背景技术：

1、随着雷达技术军用转民用的逐步深化，微波雷达作为一种传感器，应用于多种消费产品中。微波雷达传感器可以隐秘安装，且不受温度、气流、尘埃及烟雾等影响，具有寿命长、反应速度快、灵敏度更高、感应区域广等优点，逐渐代替了红外、声控等传感技术被广泛应用于多领域消费电子产品中，包括节能照明、安防、智能家电等等，在这些微波雷达产品的研发和生产过程中，微波雷达的性能检测是一个非常重要的环节。

2、对于目前的节能照明、安防、智能家电等产品，民用微波雷达传感器测试方案，通常使用角反天线、摇摆器、人走动或挥手等来作为测试雷达传感器的探测目标，这种方式的缺点在于：测试结果是感性的难以量化的，不够灵活且可重复性差。尤其是在生产测试中，在多个雷达传感器产品与目标进行探测测试时，这样的方案会放大不同雷达传感器感应结果的偏差，导致一致性的恶化，并不能真实测试出雷达产品的真实性能。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于混频方式的雷达目标模拟器以及微波雷达传感测试系统，用于解决现有技术中以上技术问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于混频方式的雷达目标模拟器，用于对探测目标进行模拟，所述目标模拟器包括：信号接收模块、低噪声放大器、第一衰减器、低通滤波模块、第一混频器、第二混频器、处理模块、第一本振发生器、第二本振发生器、高通滤波模块、第二衰减器、功率放大器以及信号发射模块；其中，所述信号接收模块、低噪声放大器、第一衰减器、第一混频器、低通滤波模块、第二混频器、高通滤波模块、第二衰减器、功率放大器依次串联连接；所述第一混频器连接所述第一本振发生器，所述第二混频器连接所述第二本振发生器；所述处理模块分别连接所述第一本振发生器以及第二本振发生器；由所述信号接收模块接收雷达传感器发送的电磁波信号，再依次通过所述低噪声放大器以及第一衰减器对所述电磁波信号进行信号放大以及电磁波幅度调节；通过所述第一混频器将经由所述处理模块基于对应设定的模拟目标参数设置预设参数的所述第一本振发生器输出的信号以及由所述第一衰减器输出的信号变频到中频信号，并经过低通滤波模块滤除由所述第一混频器输出的信号的高频信号部分并保留低频信号部分，再通过所述第二混频器将经由所述处理模块基于对应设定的模拟目标参数设置预设参数的所述第二本振发生器输出的信号与由低通滤波模块输出的信号进行变频混频，再通过所述高通滤波模块滤除所述第二混频器输出的信号的低频信号部分并保留高频信号部分，再依次经过第二衰减器和功率放大器进行信号放大以及电磁波幅度调节，并由信号发射模块将符合模拟目标的模拟目标信号返回所述雷达传感器。

3、于本发明的一实施例中，所述雷达目标模拟器用于对多普勒雷达探测目标的目标速度以及目标幅度进行模拟，以供将符合多普勒雷达探测目标的模拟目标信号返回对应多普勒雷达传感器。

4、于本发明的一实施例中，对多普勒雷达探测目标的目标速度进行模拟的方式包括：通过所述第一本振发生器根据接收的来自所述处理模块基于与多普勒雷达探测目标的目标速度相关的第一模拟目标参数生成的数字信号改变所述第一本振发生器的预设参数输出对应频率的信号，再通过所述第一混频器将所述第一本振发生器输出的信号以及由所述第一衰减器输出的信号变频到中频信号，并经过低通滤波模块滤除由所述第一混频器输出的信号的高频信号部分并保留低频信号部分，再通过所述第二混频器将所述第一本振发生器根据接收的来自所述处理模块基于与多普勒雷达探测目标的目标速度相关的第二模拟目标参数生成的数字信号改变所述第二本振发生器的预设参数输出的对应频率的信号与由低通滤波模块输出的信号进行变频混频，再通过所述高通滤波模块滤除所述第二混频器输出的信号的低频信号部分并保留高频信号部分，再依次经过第二衰减器和功率放大器进行信号放大以及电磁波幅度调节生成符合多普勒雷达探测目标的目标速度的模拟目标信号；其中，通过设置第一模拟目标参数以及第二模拟目标参数通过改变第一本振发生器以及第二本振发生器输出信号的频率，以生成符合多普勒雷达探测目标的目标速度的模拟目标信号。

5、于本发明的一实施例中，所述目标模拟器对多普勒雷达探测目标的目标幅度进行模拟的方式包括：通过设置低噪声放大器、第一衰减器、第二衰减器、功率放大器的参数中一种或多种方式调整信号幅度大小，生成符合所述目标幅度的输出功率的模拟目标信号。

6、于本发明的一实施例中，所述雷达目标模拟器还包括：在功率放大器以及信号发射模块之间连接的相位控制电路；所述雷达目标模拟器，用于对调频连续波雷达探测目标的探测目标距离、目标速度以及目标幅度进行模拟，以供将符合调频连续波雷达探测目标的模拟目标信号返回对应调频连续波雷达传感器。

7、于本发明的一实施例中，对调频连续波雷达探测目标的探测目标距离进行模拟的方式包括：通过所述第一本振发生器根据接收的来自所述处理模块基于与调频连续波雷达探测目标的探测目标距离相关的第三模拟目标参数生成的数字信号改变所述第一本振发生器的预设参数输出对应频率的信号，再通过所述第一混频器将所述第一本振发生器输出的信号以及由所述第一衰减器输出的信号变频到中频信号，并经过低通滤波模块滤除由所述第一混频器输出的信号的高频信号部分并保留低频信号部分，再通过所述第二混频器将所述第一本振发生器根据接收的来自所述处理模块基于与调频连续波探测目标的探测目标距离相关的第四模拟目标参数生成的数字信号改变所述第二本振发生器的预设参数输出的对应频率的信号与由低通滤波模块输出的信号进行变频混频，再通过所述高通滤波模块滤除所述第二混频器输出的信号的低频信号部分并保留高频信号部分，再依次经过第二衰减器和功率放大器进行信号放大以及电磁波幅度调节，经过相位控制电路对输出信号相位进行调节，生成符合调频连续波雷达探测目标的探测目标距离的模拟目标信号；其中，通过设置第三模拟目标参数以及第四模拟目标参数改变第一本振发生器以及第二本振发生器输出信号的频率，以生成符合探测目标距离的中频差拍信号频率的模拟目标信号，以生成符合调频连续波雷达探测目标的探测目标距离的模拟目标信号。

8、于本发明的一实施例中，对调频连续波雷达探测目标的目标速度进行模拟的方式包括：通过所述第一本振发生器根据接收的来自所述处理模块基于与调频连续波雷达探测目标的探测目标速度相关的第五模拟目标参数生成的数字信号改变所述第一本振发生器的预设参数输出对应相位的信号，再通过所述第一混频器将所述第一本振发生器输出的信号以及由所述第一衰减器输出的信号变频到中频信号，并经过低通滤波模块滤除由所述第一混频器输出的信号的高频信号部分并保留低频信号部分，再通过所述第二混频器将所述第一本振发生器根据接收的来自所述处理模块基于与调频连续波探测目标的目标速度相关的第六模拟目标参数生成的数字信号改变所述第二本振发生器的预设参数输出的对应相位的信号与由低通滤波模块输出的信号进行变频混频，再通过所述高通滤波模块滤除所述第二混频器输出的信号的低频信号部分并保留高频信号部分，再依次经过第二衰减器和功率放大器进行信号放大以及电磁波幅度调节，经过对应一相位参数的相位控制电路对输出信号相位进行调节，生成符合调频连续波雷达探测目标的目标速度的模拟目标信号；其中，通过设置第五模拟目标参数、第六模拟目标参数改变第一本振发生器以及第二本振发生器输出信号的相位，再通过设置相位控制电路的相位参数，生成对应符合目标速度的中频差拍信号相位的模拟目标信号，以生成符合调频连续波雷达探测目标的目标速度的模拟目标信号。

9、于本发明的一实施例中，所述处理模块用于基于与所述雷达目标模拟器连接的上位机控制端的控制指令设定所述模拟目标参数，并生成符合模拟目标特征的数字信号。

10、于本发明的一实施例中，对调频连续波雷达探测目标的目标幅度进行模拟的方式包括：通过设置低噪声放大器、第一衰减器、第二衰减器、功率放大器的参数中一种或多种方式调整信号幅度大小，生成符合所述目标幅度的输出功率的模拟目标信号。

11、于本发明的一实施例中，所述信号接收模块包括：内置圆极化接收天线、第一射频开关以及接收射频头；其中，所述内置圆极化接收天线，用于接收正交方向的电磁波信号；所述接收射频头，用于外接接收天线，以通过该接收天线接收电磁波信号；所述第一射频开关，连接所述内置圆极化接收天线以及所述接收射频头，用于控制由所述内置圆极化接收天线或所述接收射频头外接的接收天线对应接收电磁波信号，以供将电磁波信号输入至低噪声放大器。

12、于本发明的一实施例中，所述信号发射模块包括：内置圆极化发射天线、第二射频开关以及发射射频头；其中，所述内置圆极化发射天线，用于发射圆极化电磁波形式的模拟目标信号；所述发射射频头，用于外接发射天线，以通过该发射天线发射所述模拟目标信号；所述第二射频开关，连接所述内置圆极化发射天线以及所述发射射频头，用于控制由所述内置圆极化发射天线或所述发射射频头外接的发射天线发射模拟目标信号。

13、于本发明的一实施例中，所述处理模块用于基于与雷达目标模拟器连接的上位机控制端的控制指令设定所述模拟目标参数，并生成符合模拟目标特征的数字信号。

14、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种微波雷达传感测试系统，所述系统包括：雷达传感器，分别安装在固定工装的工装平面上；所述的雷达目标模拟器，在沿工装平面的法向方向上安装；其中，所述雷达目标模拟器基于接收的由雷达传感器发射的电磁波信号以及与探测目标相关的模拟目标参数对探测目标进行模拟，并将符合所述探测目标的各模拟目标信号返回给对应的雷达传感器。

15、如上所述，本发明是一种基于混频方式的雷达目标模拟器以及微波雷达传感测试系统，具有以下有益效果：通过基于混频方式的雷达目标模拟器的电路实现在接收到雷达传感器的电磁波信号后，生成并返回包含探测目标信息的回波信号给雷达传感器，通过雷达对该回波信号的处理能力，来推演雷达在实际场景下的功能是否可以满足使用需求。把现有技术中难以量化、不够灵活且可重复性差的目标信号给定量、可调节且可重复，精确的设置雷达回波信号的目标特征信息，使微波雷达测试更经济、灵活，场景可重复性和可控制性更好。