一种雷达目标模拟通用信号发生器的制造方法_2

文档序号:9645284阅读:来源:国知局
法器,所述乘法器的输出端进入功率合成器,所述IQ上混频模块由宽带 微波矢量调制器构成,所述功率合成器的输出信号与噪声调制模块的输出信号混合后进入 3dB/90°功分器,所述3dB/90°功分器的输出端连接宽带微波矢量调制器,所述宽带微波 矢量调制器的输出端连接功率放大器,所述功率放大器的输出端连接程控衰减器,所述程 控衰减器通过总线与衰减驱动相连。
[0031] 优选地,所述数字射频存储与回放模块包括依次连接的限幅放大器、模数转换器、 降速电路、存储模块、升速电路和数模转换器,所述存储模块通过总线连接时钟及延迟控制 电路,所述时钟及延迟控制电路与限幅放大器、模数转换器、降速电路、升速电路和数模转 换器分别相连,所述时钟及延迟控制电路上连有时钟锁相环,所述时钟锁相环上连有10MHz 参考源。
[0032]优选地,所述存储模块包括多个双端口随机存取存储器。
[0033]优选地,所述多普勒频率模拟模块采用镜像抑制混频技术和矢量调制器,进行一 次混频,所述矢量调制器的输入端包括I路输入信号和Q路输入信号,所述I路输入信号和 Q路输入信号的前面设有补偿电路,所述矢量调制器上连有宽频镜像抑制混频校准电路。
[0034]优选地,所述宽带微波矢量调制器由一只射频矢量调制器和一只微波矢量调制器 嵌接而成。
[0035]优选地,所述宽频镜像抑制混频校准电路包括两只程控放大器和两只数控移相 器。
[0036]优选地,所述本振模块包括参考板、本振板和倍频分频板,通过锁相频率合成与开 关倍频分频滤波实现输出1GHz~20GHz的信号。
[0037]优选地,所述本振板采用1GHz基准。
[0038]优选地,所述主控计算机平台包括控制模块、母板、键盘、液晶显示器、多个通讯接 口和电源模块。
[0039]本发明具有的有益效果是:
[0040] (1)通过使用数字射频存储、多普勒频率模拟及边带抑制、宽带微波IQ混频与校 准、小型化低相噪宽带合成本振、电磁兼容与噪声抑制等技术,在单个台式机箱内实现了宽 频率范围、大带宽雷达信号的接收回放,能模拟多个独立雷达目标,其距离、速度、RCS等参 数可设。模拟四个独立雷达目标,每个雷达目标的距离、速度、RCS(雷达横截面)可控。由 于采用了模块化结构设计,可以在机箱中插入多个雷达目标模拟模块,系统扩展方便。多台 本仪器联合使用,可以构造出多个不同批次,且每个批次有多个目标的复杂雷达目标模拟 环境。
[0041] (2)采用了CPCI总线及模块化结构,仪器的通用性、扩展性强,系统升级、维护方 便。控制模块、母板、机笼采用CPCI标准模块,通用性强,便于升级。各个功能模块采用标 准6U CPCI线路板尺寸,结构可靠,插拔容易,系统升级、维护方便。
[0042] (3)频率范围宽,通用性好。能够在1~20GHz频率范围内、60MHz以上带宽下准 确回放出雷达目标信号,能很好跟踪模拟出以相参雷达为代表的多种体制雷达目标回波信 号。可模拟多个独立雷达目标,每个雷达目标的距离、速度、RCS可控。
[0043](4)体积小重量轻,适合现场使用。
[0044]在单个台式机箱内实现了宽频段雷达目标模拟功能,与国外同类产品相比体积重 量大为减小,价格为其几分之一,性价比极高。
【附图说明】
[0045] 图1为Agilent公司N5110B数字信号采集/回放系统原理框图;
[0046] 图2为一种雷达目标模拟通用信号发生器原理框图;
[0047]图3为数字射频存储与回放模块原理框图;
[0048] 图4为矢量调制器原理框图;
[0049]图5为多普勒频率模拟模块原理框图;
[0050] 图6为宽频IQ混频校准电路原理框图;
[0051] 图7为数控移相器原理框图;
[0052] 图8为IQ混频校准仪器连接示意图;
[0053] 图9为本振模块原理框图;
[0054] 图10为微带传输线示意图。
【具体实施方式】
[0055] 下面结合附图和具体实施例对本发明的【具体实施方式】做进一步说明:
[0056] 如图2所示,一种雷达目本振模块、标模拟通用信号发生器,包括嵌入式主控计算 机、时序控制单元、衰减驱动、滤波放大限幅功分器、多个数字射频存储与回放模块、多个多 普勒频率模拟模块、RCS控制模块、噪声调制模块和微波下混频器、IQ上混频等模块,微波 下混频器的输出端连接滤波放大限幅功分器,滤波放大限幅功分器上连接多个数字射频存 储与回放模块,每个数字射频存储与回放模块的输出端连接多普勒频率模拟模块,嵌入式 主控计算机通过总线分别连接衰减驱动、本振模块、时序控制单元和雷达散射截面控制模 块,每个多普勒频率模拟模块的输出端与一个雷达散射截面控制模块的输出端连接同一乘 法器,乘法器的输出端进入功率合成器,所述IQ上混频模块由宽带微波矢量调制器构成, 功率合成器的输出信号与噪声调制模块的输出信号混合后进入3dB/90°功分器,3dB/90° 功分器的输出端连接宽带微波矢量调制器,宽带微波矢量调制器的输出端连接功率放大 器,功率放大器的输出端连接程控衰减器,程控衰减器通过总线与衰减驱动相连。
[0057] 与国内外现有的雷达目标模拟信号发生器相比,该雷达目标模拟通用信号发生器 有以下优点:频率范围宽,通用性好。能够在1~20GHz频率范围内、60MHz以上带宽下准 确回放出雷达目标信号,能很好跟踪模拟出以相参雷达为代表的多种体制雷达目标回波信 号。可模拟多个独立雷达目标,每个雷达目标的距离、速度、RCS可控。使用宽带微波镜像 抑制(IQ)混频与校准技术,降低了微波电路复杂度。体积小重量轻,适合现场使用。在单 个台式机箱内实现了宽频段雷达目标模拟功能,与国外同类产品相比体积重量大为减小, 性价比很高。采用CPCI总线及模块化结构,仪器的通用性、扩展性强,便于系统的升级、维 护。
[0058] 该雷达目标模拟通用信号发生器的输入输出频率范围为1~20GHz,可以模拟多 个独立的雷达目标。使用一只微波下混频器,将微波频段的输入雷达信号变换到中频,在中 频上实现数字射频存储与回放、多普勒频移的模拟,以及目标RCS的模拟。控制信号存储与 回放的时间差,可以模拟雷达目标的距离。控制信号多普勒频移的大小,可以模拟雷达目标 的径向速度。中频信号再经90度功分后,至宽带微波矢量调制器进行IQ上混频,最后再经 功率放大、程控衰减后输出。
[0059] 所以在中频上进行信号处理,是因为所有的雷达信号都有一定带宽,在满足奈奎 斯特采样定理的情况下,在中频上实现数字射频存储与回放比较方便,而且现有的技术也 无法实现微波信号的直接采样及处理。
[0060] 下面简述一下本仪器实现目标速度模拟的方法。假设雷达目标模拟信号发生器输 入点频信号coscOit,不考虑相移,经下混频后变为中频信号C0SC0ift,coif=ω。,其中 ?1。为本振频率。经过多普勒频移电路后中频信号变为(308(〇 1-(01。+(0。)1其中〇。为多 普勒频率。经微波矢量调制器上混频后变为:
[0061 ]VRF=C0Sωlot.C0S(ω「ω1〇+ωc)t_SINωlot*SIN(ω「ω1〇+ωc)t=C0S(ω土+ωc) t
[0062] 也就是说,在射频信号频率上加入了多普勒频率+ω。。同理,也可以在射频信 号频率ωι上加入多普勒频率-ω。。对于有一定带宽的雷达信号,同样可以在射频信号上 加入多普勒频率+ω。或者-ω。。
[0063] 雷达目标RCS的模拟是通过控制目标信号的功率实现的。加入距离、速度信息的 中频信号经过一个乘法电路,改变其增益可以改变模拟目标的等效RCS。加入不同的RCS模 型,如各种Swerling回波模型,可以实现不同类型目标及背景信号的模拟。
[0064] 噪声调制模块,可以产生各种干扰信号以及虚假调制信号,用于电子对抗领域。可 产生压制性正弦扫频信号、宽带白噪声信号、以及虚假调制信号,形成压制性干扰、距离欺 骗性干扰、速度欺骗性干扰、距离及速度欺骗性干扰、高密度假脉冲干扰。
[0065] 仪器采用了多种新技术新工艺,在单个台式机箱内实现了宽频率范围、大带宽雷 达信号的接收回放,通用性、扩展性,维护性强。
[0066] 如图3所示,数字射频存储与回放模块包括依次连接的限幅放大器、模数(A/D)转 换器、降速电路、存储模块、升速电路和数模(D/A)转换器,存储模块通过总线连接时钟及 延迟控制电路,时钟及
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