一种和差波束雷达回波模拟器及方法与流程

本发明涉及雷达测试，具体涉及一种和差波束雷达回波模拟器及方法。

背景技术：

1、传统雷达回波模拟器模拟多借助喇叭天线，通过空馈的方式向雷达发射回波模拟信号，此种方式要求喇叭天线的放置必须满足远场条件，对试验场所要求高，且一般场所环境下多径干扰严重，雷达接收到的回波信号质量差，无法对雷达的探测性能进行准确的测试。

技术实现思路

1、技术目的：针对现有技术中难以实现雷达回波模拟器对雷达测角与多目标跟踪性能进行测试的问题，本发明提出了一种和差波束雷达回波模拟器及方法。

2、技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种和差波束雷达回波模拟器，包括主控模块、频综接收模块、储频模块、和差模块以及多个发射模块，其中，

4、所述频综接收模块用于产生本振信号和时钟信号，以及用于接收被测雷达的射频激励信号并对所述射频激励信号进行下变频处理，得到中频基带信号；

5、所述储频模块用于接收主控模块下发的雷达天线波束扫描信息，用于接收频综接收模块输出的中频基带信号并进行模数转换，用于根据所述雷达天线波束扫描信息对中频基带信号进行延时与调制处理，生成中频回波回信号，并对所述中频回波信号进行数模转换；

6、所述和差模块用于接收储频模块输出的中频回波信号，并将所述中频回波信号功分为四路中频和差信号，即和波束、方位差波束、俯仰差波束、保护通道模拟信号，并分别输出到四个发射模块；

7、所述发射模块用于对所述中频和差信号进行上变频处理，得到雷达回波模拟信号并发射。

8、作为优选，所述和差模块包括四组幅相调制电路组成，每组幅相调制电路包括前置数控衰减器、前置开关、功率分配器、四路幅相调制器、功率合成器和后置开关，功率分配器设有四个输出端，分别与同组幅相调制电路中的一路幅相控制器的输入端连接，功率合成器设有四个输入端，分别与每组幅相调制电路中的一路幅相控制器的输出端连接；

9、所述前置开关和后置开关均采用单刀双掷开关，前置开关用于将数控衰减器的输出信号直接输出到后置开关的输入端，或者经功率分配器、幅相控制器和功率合成器处理后输出到后置开关的输入端，后置开关的输出信号连接发射模块的输入端。

10、作为优选，所述频综接收模块包括频综电路、接收前端电路、幅度控制检测电路及中频输出电路，频综电路用于产生模拟器所需的本振信号与时钟信号；接收前端用于对输入的激励信号进行自动增益控制，使信号功率维持在0～-20dbm范围内；幅度控制检测电路完成对输入信号的幅度衰减控制和混频处理，输出50mhz中频信号；中频输出电路用于对50mhz中频信号进行幅度控制，输出中频基带信号和中频检波信号。

11、作为优选，所述主控模块采用dsp+fpga的架构，fpga用于解算被测雷达输入的天线波束扫描信息与波束宽度信息，dsp用于根据波束扫描信息，生成控制目标回波产生的控制信息。

12、作为优选，所述和差模块同时模块具备实时监测输入信号和输出信号的功能，监测结果通过并行数据总线输出。

13、一种和差波束雷达回波模拟方法，应用于所述和差波束雷达回波模拟器，包括步骤：

14、频综接收模块接收被测雷达发出的射频激励信号，通过接收下变频产生回波模拟所需的中频基带信号；

15、储频模块接收频综接收模块输出的中频基带信号，同时主控模块根据雷达天线波束扫描信息控制储频模块产生距离、速度、方位角、俯仰角可设的中频回波信号；

16、和差模块对储频模块产生的中频回波信号进行和差处理及幅度相位调制，输出四路中频和差信号，即：和波束、方位差波束、俯仰差波束以及保护通道模拟信号，并分别输出至四个发射模块；

17、发射模块对接收到的中频和差信号进行上变频处理，得到雷达回波模拟信号并发射。

18、作为优选，所述主控模块根据雷达天线波束扫描信息控制储频模块产生距离、速度、方位角、俯仰角可设的中频回波信号，主控模块具体执行以下步骤：

19、设置模拟器的工作方式；

20、接收上位机设定的目标方位角、俯仰角的信息；

21、接收雷达天线波束信息；

22、根据所述目标方位角、俯仰角的信息和雷达天线波束信息，提取目标信息；

23、判断雷达天线波束是否指向目标，如果是，则开始目标仿真，得到；如果否，则开始计进，计算目标运动距离，然后重新判断雷达天线波束是否指向目标。

24、作为优选，所述和差模块对储频模块产生的中频回波信号进行和差处理及幅度相位调制，输出四路中频和差信号，和差模块具体执行以下步骤：

25、接收控制模块发出的目标角度信息和幅度比，所述目标角度信息由控制模块根据上位机设定的目标角度信息与雷达提供的角度，通过查找预先制定的表格估算得到，所述表格表示幅度和差比与目标角度变化的关系；

26、根据幅度比控制输出和波束与差波束的幅度衰减值，根据所述目标角度信息控制差信号的输出相位，其中，相位0或π对应和差比的正负。

27、有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

28、本发明采用和差波束设计，模拟雷达接收通道的和差回波信号，无需在微波暗室环境下便可对雷达装备的多目标跟踪、方位角与俯仰角的测角性能进行快速方便的测试试验。

技术特征：

1.一种和差波束雷达回波模拟器，其特征在于，包括主控模块、频综接收模块、储频模块、和差模块以及多个发射模块，其中，

2.根据权利要求1所述的一种和差波束雷达回波模拟器，其特征在于：所述和差模块包括四组幅相调制电路组成，每组幅相调制电路包括前置数控衰减器、前置开关、功率分配器、四路幅相调制器、功率合成器和后置开关，功率分配器设有四个输出端，分别与同组幅相调制电路中的一路幅相控制器的输入端连接，功率合成器设有四个输入端，分别与每组幅相调制电路中的一路幅相控制器的输出端连接；

3.根据权利要求1所述的一种和差波束雷达回波模拟器，其特征在于：所述频综接收模块包括频综电路、接收前端电路、幅度控制检测电路及中频输出电路，频综电路用于产生模拟器所需的本振信号与时钟信号；接收前端用于对输入的激励信号进行自动增益控制，使信号功率维持在0～-20dbm范围内；幅度控制检测电路完成对输入信号的幅度衰减控制和混频处理，输出50mhz中频信号；中频输出电路用于对50mhz中频信号进行幅度控制，输出中频基带信号和中频检波信号。

4.根据权利要求1所述的一种和差波束雷达回波模拟器，其特征在于：所述主控模块采用dsp+fpga的架构，fpga用于解算被测雷达输入的天线波束扫描信息与波束宽度信息，dsp用于根据波束扫描信息，生成控制目标回波产生的控制信息。

5.根据权利要求1所述的一种和差波束雷达回波模拟器，其特征在于：所述和差模块同时模块具备实时监测输入信号和输出信号的功能，监测结果通过并行数据总线输出。

6.一种和差波束雷达回波模拟方法，应用于权利要求1所述和差波束雷达回波模拟器，其特征在于，包括步骤：

7.根据权利要求6所述的一种和差波束雷达回波模拟方法，其特征在于，所述主控模块根据雷达天线波束扫描信息控制储频模块产生距离、速度、方位角、俯仰角可设的中频回波信号，主控模块具体执行以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种和差波束雷达回波模拟方法，其特征在于，所述和差模块对储频模块产生的中频回波信号进行和差处理及幅度相位调制，输出四路中频和差信号，和差模块具体执行以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种和差波束雷达回波模拟器及方法，模拟器包括主控模块、频综接收模块、储频模块、和差模块以及多个发射模块，所述频综接收模块产生本振信号和时钟信号，接收被测雷达的射频激励信号并对所述射频激励信号进行下变频处理，储频模块接收频综接收模块输出的中频基带信号并进行模数转换，用于根据所述雷达天线波束扫描信息对中频基带信号进行延时与调制处理，和差模块用于接收储频模块输出的中频回波信号，功分为四路中频和差信号并分别输出到四个发射模块。本发明采用和差波束设计，模拟雷达接收通道的和差回波信号，可快速方便实现对雷达装备的多目标跟踪、方位角与俯仰角的测角性能测试。

技术研发人员：张新发
受保护的技术使用者：南京雷电信息技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7