单独的屏蔽盒，电源开关到内部的保险丝、电源滤波器等处的连线远离印制板；关键位置 采用屏蔽：把强信号线与弱信号线分开，直流信号线与交流电压线分开，避免平行走向，强 电的馈线单独走线，不共用线槽而是沿着底板走线，确保系统的安全性。
[0119] 另外，在仪器的交流电入口处加高性能电源滤波器的方法有效地抑制来自电源线 的干扰。由于电源滤波器的工作是双向的，它实际上同时也抑制了系统内部工作时产生的 电磁辐射对电网的干扰。对于电源线传导发射、电源线传导抗扰度、电源线尖峰信号传导抗 扰度等三个方面完全能够达到设计要求。
[0120] 雷达目标模拟通用信号发生器的辐射源主要为CPU板的程序运行产生的数据噪 声，显示电缆的辐射，高频输出电路及各种数字电路工作时对外的辐射，各种时钟所产生的 谐波以及继电器触点产生的火花等等。为此，在产品设计时我们针对各部分的不同特点采 取相应的措施。为了减少整件各部分相互之间的电磁干扰，对仪器内部的布局按相应规范 设计，采用屏蔽、接地、去耦、滤波等设计技术。对于敏感的锁相环、微弱信号处理、模拟放大 输出部分，采用金属盒屏蔽，在继电器的控制脚和电源脚加入二极管抑制尖峰；对于电源等 大电流或高电压部件也各自用金属罩屏蔽，电源的输入端用电源滤波器隔离。在电路布局 上，将拟部分和数字部分隔离，并将两部分的电源和地线分开，以减小电路之间的串扰。将 仪器的外壳之间良好接触，保证能良好接地，将侧面板上的风扇加入金属丝网垫，在机外壳 和前面板的接触处加入金属网条，保证能良好接触。所有这些措施的采用使其本身具有极 低的电磁辐射，又具有良好的抗电磁干扰能力。
[0121] 对于来自空间的干扰，该雷达目标模拟通用信号发生器主要是采用屏蔽的方法消 除，这和防电场辐射发射的设计相类似。在产品中全密闭的金属外壳以及有效的屏蔽、接地 可有效地抵抗外界电场辐射的干扰。
[0122] 雷达目标模拟通用信号发生器中全时钟状态下工作的电路很多，如雷达目标模拟 模块高速A/D转换器、高速D/A转换器、降速电路、升速电路、相位调节器、信号定位及定时 电路等，要求这些电路的频率工作在500MHz以上。这就带来了高速数字信号完整性问题， 典型的有串扰、反射、传输延迟、时钟脉冲不对称、噪声容限超标；还有一些分离元件的传输 特性恶化，比如射频放大器的功率增益也会随频率的升高而下降等问题。同时数字射频存 储与回放电路的时序要求又很严格，这就要求电路设计时要充分保持时钟与数据的延时一 致和信号的完整，使得高速数据处理能在统一的时钟下完成，实现精确的信号存储与回放。 借鉴我们在高速数据采集与处理领域的开发经验，以高速大规模可编程器件（FPGA)为核 心，采取减少电路板分布电容、采用拓扑布线法等措施来保证高速数字信号的正常工作。在 雷达目标模拟通用信号发生器的中频电路设计中，要求电路的噪声系数要尽可能的小，以 防止放大电路的自激及引入噪声信号，而造成输出信号的信噪比下降、寄生增加。因此，为 保证良好的噪声抑制特性，在高速电路设计及PCB布局时，采取了如下几种措施：
[0123]a、保持所有的PCB走线尽可能短，采用阻抗可控的布线技术；
[0124]b、选择尽可能小的元器件尺寸，尽量选用0603或0402封装器件；
[0125]c、使用高品质因数（Q)的器件减少高速器件的相位噪声，同时增大输出功率的传 输；
[0126]d、保持调谐槽路的所有元器件尽可能靠近，同时尽可能靠近集成VC0 ;
[0127]e、去耦电容要靠近高速器件，且直接连接到地，所有的VCC连接提供单独的去耦 电容；
[0128]f、线路板不同单元之间的模拟信号线互连尽可能采用50Ω特征阻抗匹配；
[0129]g、对于存在寄生参数可能需要调整的一些元器件值进行微调，以保证最优性能。
[0130] 采用上述先进技术与工艺后，设计的雷达目标模拟通用信号发生器，具有以下优 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。使用宽频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，体积重量为国外同类产品的几分之一，性价比极高。采用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。
[0131]当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领 域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的 保护范围。
【主权项】
1. 一种雷达目标模拟通用信号发生器，其特征在于，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、本振模块、多个数字射频存储与回放模块、多个多普 勒频率模拟模块、雷达散射截面控制模块、噪声调制模块和微波下混频器、IQ上混频等模 块，所述微波下混频器的输出端连接滤波放大限幅功分器，所述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，每个所述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，所述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，每个所述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，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。2. 如权利要求1所述的一种雷达目标模拟通用信号发生器，其特征在于，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。3. 如权利要求2所述的一种雷达目标模拟通用信号发生器，其特征在于，所述存储模 块包括多个双端口随机存取存储器。4. 如权利要求1所述的一种雷达目标模拟通用信号发生器，其特征在于，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。5. 如权利要求4所述的一种雷达目标模拟通用信号发生器，其特征在于，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。6. 如权利要求4所述的一种雷达目标模拟通用信号发生器，其特征在于，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。7. 如权利要求1所述的一种雷达目标模拟通用信号发生器，其特征在于，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。8. 如权利要求7所述的一种雷达目标模拟通用信号发生器，其特征在于，所述本振板 采用1GHz基准。
【专利摘要】本发明公开了一种雷达目标模拟通用信号发生器，具体涉及雷达目标模拟技术领域。它解决了现有的雷达目标信号发生器以专用信号发生器为主，无论是频段覆盖、功能设置都是针对某一具体型号雷达系统，使其应用范围受限制的不足。该雷达目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、本振模块、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、雷达散射截面控制模块、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。
【IPC分类】G01S7/40
【公开号】CN105403870
【申请号】CN201510888663
【发明人】张则乐, 黄从开, 王义杰, 张黎明, 王伟, 蒋乃波
【申请人】中国电子科技集团公司第四十一研究所
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月2日