一种无源干扰产生装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种无源干扰产生装置，包括雷达信号源、杂波范围参数解算单元、随机数产生组合、杂波频谱模拟单元、信号延时调制单元和散射系数调制单元；随机数产生组合包括顺序连接的反馈移位寄存器、线性变换器和随机数组合产生单元，随机数组合产生单元经第二FFT模块连接相关单元，杂波频谱模拟单元连接杂波频谱解算单元，杂波频谱解算单元经第一FFT模块连接相关单元，相关单元的输出端经IFFT模块连接散射系数调制单元，散射系数调制单元还与信号延时调制单元相连，散射系数调制单元的输出端经信号增益调制单元连接上变频器，上变频器将雷达信号源产生的低频雷达信号调制到射频频段，发射输出模拟雷达杂波回波信号。
【专利说明】一种无源干扰产生装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种信号发生装置，特别涉及一种无源干扰产生装置，属于电子【技术领域】。
【背景技术】
[0002]雷达通过对目标回波的检测和分析，发现目标并确定其性质。为了干扰雷达的正常工作，经常使用各种干扰措施。无源干扰研制相对简单，成本相对较低，使用方便，能够干扰各种体制的雷达，包括频率捷变雷达、单脉冲雷达、相控阵雷达和成像雷达等，兼具备干扰空域大，频带宽的优点。因此，无源干扰一直是雷达对抗的重要手段。
[0003]在雷达仿真中，雷达对抗无源干扰和在各种杂波背景中检测、跟踪目标是雷达重要的性能指标，因此在每次仿真中，都需要各种环境下的无源干扰试验数据来测试雷达的性能。通过实验收集各种无源干扰数据是得到试验数据的一种手段，但是每次试验成本太大，而且只能得到部分试验环境下的数据，不能满足使用需要。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种无源干扰产生装置，可以产生各种环境下的雷达杂波和无源干扰数据，满足各种雷达仿真需求。
[0005]本实用新型所采用的技术方案是:一种无源干扰产生装置，包括雷达信号源、杂波范围参数解算单元、随机数产生组合、杂波频谱模拟单元、信号延时调制单元和散射系数调制单元；
[0006]所述随机数产生组合包括顺序连接的反馈移位寄存器、线性变换器和随机数组合产生单元，随机数组合产生单元的输出端经第二 FFT模块连接用于实现频域数据相乘的相关单元，所述相关单元由矢量乘法器构成；
[0007]所述杂波频谱模拟单元的输出端连接杂波频谱解算单元的输入端，杂波频谱解算单元的输出端经第一 FFT模块接入所述相关单元的输入端，相关单元的输出端经IFFT模块接入所述散射系数调制单元的输入端；
[0008]散射系数调制单元的输入端还与信号延时调制单元的输出端相连，散射系数调制单元的输出端经用于衰减控制的信号增益调制单元连接上变频器，上变频器将雷达信号源产生的低频雷达信号调制到射频频段，发射输出模拟雷达杂波回波信号；
[0009]所述雷达信号源和杂波范围参数解算单元的输入端分别连接战情参数管理单元，雷达信号源和杂波范围参数解算单元的输出端分别与信号延时调制单元的输入端相连，杂波范围参数解算单元的输出端还分别与所述随机数组合产生单元的输入端、第一 FFT模块的输入端相连。
[0010]所述杂波频谱模拟单元包括用于存储杂波频谱样本数据的模型数据存储单元和用于控制输出杂波频谱样本数据的模型管理控制单元，所述模型数据存储单元采用ROM存储器，所述模型管理控制单元采用地址控制输出模块，地址控制输出模块由一个累加器和多路选择器构成。
[0011]所述散射系数调制单元由三个FFT模块和一个矢量乘法模块、两个逻辑取反控制电路构成，FFT模块用于实现快速卷积运算，矢量乘法器用于完成两组频域数据的点乘，逻辑取反电路用于完成信号的共轭运算。
[0012]所述线性变换单元由信号延迟模块、加法器和乘法器构成，信号延迟模块和加法器用于完成数据的累加，乘法器用于完成数据的平均。
[0013]所述信号延时调制单元由一个双口的RAM存储器和地址控制模块组成，通过改变输入信号和输出信号的地址差值来实现信号的延时。
[0014]所述反馈移位寄存器由移位寄存器、逻辑反馈电路和归一化单元组成，移位寄存器用于存储中间过程数据，逻辑反馈电路用于完成同余运算和反馈，并对输出结果进行检测、控制反馈和循环，归一化单元对数据进行归一化，得到(Tl之间均匀分布的随机数。
[0015]所述战情参数管理单元包括一个RAM存储器、逻辑控制单元和多路选择器，所述RAM存储器用于存储仿真雷达的参数、仿真环境的设置参量，逻辑控制单元用于控制多路选择器在各种战情参数之间的选择，以控制不同战情下参数的下载和传输。
[0016]与现有技术相比，本实用新型所产生的有益效果是:通过战情参数管理单元实现雷达工作参数配置，能够模拟产生各种仿真环境下的无源干扰信号和雷达杂波信号，解决了通过实验收集无源干扰数据导致试验成本大、试验数据不能满足需要的技术问题，满足了各种雷达仿真需求。本实用新型可用于检测雷达的各种性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的电路原理方框图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
[0019]如图1所示，是本实用新型的电路原理方框图，
[0020]杂波范围参数解算单元和雷达信号源的输入端分别连接战情参数管理单元的输出端，战情参数管理单元包括一个RAM存储器、逻辑控制单元和多路选择器，RAM存储器用于存储仿真雷达的参数、仿真环境的设置参量，逻辑控制单元用于控制多路选择器在各种战情参数之间的选择，以控制不同战情下参数的下载和传输。
[0021]杂波范围参数解算单元的输出端分别连接随机数组合产生单元、第二 FFT模块和信号延时调制单元，杂波范围参数解算单元包括乘法器、加法器和逻辑控制电路，该单元根据战情参数管理单元中传递过来的相关雷达工作参数、无源干扰占据的空域范围等参数，解算出划分的数据单元在距离维、方位维、俯仰维的数量，用于控制第一 FFT模块和随机数组合产生单元。
[0022]雷达信号源由信号源、波形控制单元和调制参数控制单元组成，战情参数管理单元提供相应的雷达工作参数为参考，波形控制单元选择相应的雷达波形控制，调制参数控制单元产生相应参数的雷达由信号源发射低频雷达信号。雷达信号源的输出端与信号延时调制单元的输入端相连。
[0023]信号延时调制单元由一个双口的RAM存储器和地址控制模块组成，通过改变输入信号和输出信号的地址差值来实现信号的延时，差值即为信号的延时量，不同时刻的延时量由杂波范围参数解算单元划分的距离单元数量和相关距离单元的中心位置计算得到。信号延时调制单元的输出端与散射系数调制单元的输入端相连。
[0024]散射系数调制单元由三个FFT模块和一个矢量乘法模块、两个逻辑取反控制电路构成，FFT模块用于实现快速卷积运算，矢量乘法器用于完成两组频域数据的点乘，逻辑取反电路用于完成信号的共轭运算。散射系数调制单元的输入端还连接有IFFT模块。
[0025]IFFT模块由两个逻辑取反电路和一个FFT模块组成，其中逻辑取反电路用于完成共轭运算，FFT模块同样用于实现快速卷积运算。IFFT模块的输入端连接用于实现频域数据相乘的相关单元，相关单元由矢量乘法器构成。IFFT模块用于将相关单元调制完成的具有特定频谱且具有特定幅度起伏分布的杂波散射数据变换到频域。
[0026]相关单元的输入端通过第一 FFT模块与杂波频谱解算单元的输出端连接，通过第二 FFT模块与随机数产生组合的输出端连接，相关单元与第一 FFT模块、第二 FFT模块相配合，用于实现快速卷积运算，使生成的特定分布的随机数组具有相关性，满足杂波信号的特征。相关单元用于实现频域数据相乘，得到数据卷积后的频域信号数据，其中，第二个FFT模块中FFT的点数需要与第一 FFT模块的点数保持一致,该参数由杂波范围参数解算单元传递得到。
[0027]随机数产生组合包括顺序连接的反馈移位寄存器、线性变换器和随机数组合产生单元。随机数组合产生单元包括平方律器件、延迟单元、信号累加单元、矢量乘法器、RAM存储器，该单元主要根据仿真环境设置的雷达工作参数，生成特定数量、特定分布的随机数变量数据，随机数数量的多少由杂波范围参数解算单元计算得到。
[0028]反馈移位寄存器由移位寄存器、逻辑反馈电路和归一化单元组成，移位寄存器用于存储中间过程数据，逻辑反馈电路用于完成同余运算和反馈，并对输出结果进行检测、控制反馈和循环，归一化单元对数据进行归一化，得到(Tl之间均匀分布的随机数。
[0029]线性变换单元由信号延迟模块、加法器和乘法器构成，信号延迟模块和加法器用于完成数据的累加，乘法器用于完成数据的平均。
[0030]杂波频谱模拟单元包括用于存储杂波频谱样本数据的模型数据存储单元和用于控制输出杂波频谱样本数据的模型管理控制单元，模型数据存储单元采用ROM存储器，模型管理控制单元采用地址控制输出模块，地址控制输出模块由一个累加器和多路选择器构成，通过控制不同的地址来输出不同的杂波频谱样本数据。杂波频谱模拟单元的输出端连接杂波频谱解算单元的输入端。
[0031]杂波频谱解算单元由一个误差控制器、RAM存储器、FIR系统和反馈电路构成。该模块主要是通过模型管理控制单元输出的杂波频谱样本数据，通过迭代反解出杂波的相关系数，用以调制生成的随机数组。
[0032]信号增益调制单元的输入端连接散射系数调制单元的输出端，信号增益调制单元的输出端连接上变频器。信号增益调制单元根据仿真战情中设置的仿真环境参数，用于实现不同环境中信号的衰减控制。上变频器由可编程DDC和频综单元组成。频综单元包含一个数控振荡器，通过控制参数控制产生本振信号，再由可编程DDC控制产生相参信号，将将雷达信号源产生的低频雷达信号调制到射频频段，发射输出模拟雷达杂波回波信号。
[0033]各级FFT模块、信号延时调制单元、信号增益调制单元等各级中频信号处理采用我们公司自主研发的X6-3GSPS信号处理板，X6-3GSPS信号处理板卡是一块带3GSPS12bit ADC、3GSPS 12bit DAC、Xilinx Virtex-6 FPGA和超大容量动态存储器DDR3 以及高速双口静态存储器QDR-1I +的6U cPCI接口的标准板卡，Xilinx Virtex-6 SX315T/475T外配4Gbit DDR3 SDRAM和144Mbit QDR-1I +存储器为诸如雷达和直接射频数字化的应用提供了一个非常高性能的DSP核。使用VHDL、MATLAB和Xilinx ISE工具包以及Xilinx公司的高级生成工具(Xilinx System Generator)对X6-3GSPS宽带信号处理板进行二次开发，以Xilinx Virtex6 FPGA作为信号处理核心搭建的软件无线电平台，可以高效地完成无源干扰产生装置中所需要的各级信号处理工作。
[0034]以上所述仅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技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种无源干扰产生装置，其特征在于，包括雷达信号源、杂波范围参数解算单元、随机数产生组合、杂波频谱模拟单元、信号延时调制单元和散射系数调制单元； 所述随机数产生组合包括顺序连接的反馈移位寄存器、线性变换器和随机数组合产生单元，随机数组合产生单元的输出端经第二 FFT模块连接用于实现频域数据相乘的相关单元，所述相关单元由矢量乘法器构成； 所述杂波频谱模拟单元的输出端连接杂波频谱解算单元的输入端，杂波频谱解算单元的输出端经第一 FFT模块接入所述相关单元的输入端，相关单元的输出端经IFFT模块接入所述散射系数调制单元的输入端； 散射系数调制单元的输入端还与信号延时调制单元的输出端相连，散射系数调制单元的输出端经用于衰减控制的信号增益调制单元连接上变频器，上变频器将雷达信号源产生的低频雷达信号调制到射频频段，发射输出模拟雷达杂波回波信号； 所述雷达信号源和杂波范围参数解算单元的输入端分别连接战情参数管理单元，雷达信号源和杂波范围参数解算单元的输出端分别与信号延时调制单元的输入端相连，杂波范围参数解算单元的输出端还分别与所述随机数组合产生单元的输入端、第一 FFT模块的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的无源干扰产生装置，其特征在于，所述杂波频谱模拟单元包括用于存储杂波频谱样本数据的模型数据存储单元和用于控制输出杂波频谱样本数据的模型管理控制单元，所述模型数据存储单元采用ROM存储器，所述模型管理控制单元采用地址控制输出模块，地址控制输出模块由一个累加器和多路选择器构成。
3.根据权利要求1所述的无源干扰产生装置，其特征在于，所述散射系数调制单元由三个FFT模块和一个矢量乘法模块、两个逻辑取反控制电路构成，FFT模块用于实现快速卷积运算，矢量乘法器用于完成两组频域数据的点乘，逻辑取反电路用于完成信号的共轭运笪
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4.根据权利要求1所述的无源干扰产生装置，其特征在于，所述线性变换单元由信号延迟模块、加法器和乘法器构成，信号延迟模块和加法器用于完成数据的累加，乘法器用于完成数据的平均。
5.根据权利要求1所述的无源干扰产生装置，其特征在于，所述信号延时调制单元由一个双口的RAM存储器和地址控制模块组成，通过改变输入信号和输出信号的地址差值来实现信号的延时。
6.根据权利要求1所述的无源干扰产生装置，其特征在于，所述反馈移位寄存器由移位寄存器、逻辑反馈电路和归一化单元组成，移位寄存器用于存储中间过程数据，逻辑反馈电路用于完成同余运算和反馈，并对输出结果进行检测、控制反馈和循环，归一化单元对数据进行归一化，得到(Ti之间均匀分布的随机数。
7.根据权利要求1所述的无源干扰产生装置，其特征在于，所述战情参数管理单元包括一个RAM存储器、逻辑控制单元和多路选择器，所述RAM存储器用于存储仿真雷达的参数、仿真环境的设置参量，逻辑控制单元用于控制多路选择器在各种战情参数之间的选择，以控制不同战情下参数的下载和传输。
【文档编号】G06F17/50GK204044825SQ201420548230
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】尹光 申请人:南京长峰航天电子科技有限公司