一种雷达战术性能检测及抗干扰能力评估模拟器
阅读说明：本技术 一种雷达战术性能检测及抗干扰能力评估模拟器 (Radar tactical performance detection and anti-interference capability evaluation simulator ) 是由 不公告发明人 于 2021-09-27 设计创作，主要内容包括：本发明主要内容是提供一种工作频率0.5-18GHz的雷达战术性能检测及抗干扰能力评估模拟器系统,用于解决现有雷达模拟器信号体制单一、无法控制复杂信号调制方式的缺陷。本发明涉及的模拟器采取对雷达发射信号储频、调制(目标模拟、干扰模拟)转发的技术方案,可通过软件设置被试雷达的辐射信号参数,能够产生固定载频、调频脉冲、调相脉冲和高重频PD雷达辐射信号,能够模拟噪声压制式干扰、欺骗式干扰及两种干扰方式的组合干扰,完成雷达方位、俯仰和距离探测精度标定。所述模拟器主要由收/发天线、接收单元、目标/干扰/信号基带产生单元(DDM单元)、频率合成器单元、上变频及射频通道单元、显示控制单元、电源等组成。(The invention mainly provides a radar tactical performance detection and anti-interference capability evaluation simulator system with a working frequency of 0.5-18GHz, which is used for solving the defects that the existing radar simulator has a single signal system and cannot control a complex signal modulation mode. The simulator adopts the technical scheme of storing frequency and modulating (target simulation and interference simulation) forwarding of radar transmitting signals, can set radiation signal parameters of a tested radar through software, can generate fixed carrier frequency, frequency modulation pulse, phase modulation pulse and high-repetition frequency PD radar radiation signals, can simulate noise suppression type interference, deception type interference and combined interference of two interference modes, and finishes radar azimuth, elevation and distance detection precision calibration. The simulator mainly comprises a receiving/transmitting antenna, a receiving unit, a target/interference/signal baseband generating unit (DDM unit), a frequency synthesizer unit, an up-conversion and radio frequency channel unit, a display control unit, a power supply and the like.)
技术领域
本发明属于雷达目标模拟器技术领域，特别涉及一种以战术性能检测及抗干扰能力评估为主要功能的雷达模拟器系统，该模拟器系统具备雷达主动目标回波模拟、被动探测目标信号模拟和雷达干扰模拟能力。
背景技术
雷达战术性能检测及抗干扰能力评估贯穿于雷达性能检验的全寿命期，运用模拟器产生的干扰信号用来进行雷达性能检验和雷达抗干扰能力试验，并对电子战操作和指挥人员进行电子战战术训练。通用雷达模拟器可模拟包括二坐标、三坐标搜索雷达及跟踪雷达等类型，雷达工作体制包括相干和非相干、脉冲压缩、脉冲多普勒、圆锥扫描、单脉冲、相控阵、边扫描边跟踪及连续波等。雷达目标和干扰模拟器能够生成可编程目标回波信号、干扰信号及背景杂波信号，能模拟目标的有效反射面积、闪烁和起伏。当前，以数字射频存储器为核心技术的雷达目标回波模拟器和干扰模拟器，对相参目标回波和欺骗干扰信号的模拟能力大大增强。但是，通用雷达回波信号的模拟主要采用软件控制硬件产生信号的技术，产生的信号体制单一、无法控制复杂信号调制方式。
发明内容
本发明针对现有的雷达模拟器信号体制单一、无法控制复杂信号调制方式的缺陷，提供了一种工作频率为0.5-18GHz的雷达战术性能检测及抗干扰能力评估模拟器。该模拟器可通过软件设置被试雷达的辐射信号参数，能够产生固定载频、调频脉冲、调相脉冲和高重频PD雷达辐射信号，能够模拟噪声压制式干扰、欺骗式干扰及两种干扰方式的组合干扰，能够在真值系统的配合下，完成雷达方位、俯仰和距离探测精度标定。
本发明所涉及的雷达战术性能检测及抗干扰能力评估模拟器技术方案如下：雷达战术性能检测及抗干扰能力评估模拟器采取对雷达发射信号储频、调制（目标模拟、干扰模拟）转发的技术方案，能够适应频率捷变、分集、脉内载频固定/载频调制、脉宽捷变、重频捷变等雷达工作种类。所述模拟器主要由收/发天线、接收单元、目标/干扰/信号基带产生单元（ＤＤＭ单元）、频率合成器单元、上变频及射频通道单元、显示控制单元、电源等组成。
所述接收单元主要是以天线接收被试雷达的发射信号，实现对雷达信号的限幅放大和平稳接收，通过变频网络将接收到的雷达射频信号变频为目标/干扰/信号基带产生单元所需的雷达中频基带信号，作为目标回波模拟、欺骗干扰模拟所需的雷达基带样本信号。
所述目标/欺骗/信号回波产生单元主要产生目标、欺骗、回波等所需信号，具体包括：1、雷达频率、脉宽、重频周期测量及检波门限；2、雷达目标回波中频基带信号；3、雷达标定目标中频基带信号；4、欺骗干扰中频基带信号；5、噪声压制干扰中频基带信号；6、辐射源中频基带信号。
所述频率合成器单元主要为接收单元、上变频及射频通道单元提供上、下变频所需的本振信号，并为各单元提供所需的时钟基准信号，使整机时钟统一。
所述上变频及射频通道单元是接收单元的逆处理，将目标/干扰/信号基带产生单元输出的模拟目标回波、欺骗干扰、噪声压制干扰和辐射源基带信号上变频至雷达射频，并进行幅度调制和功率放大，输出至发射天线。
所述显示控制单元是雷达战术性能检测及抗干扰能力评估系统的控制中心，主要对系统资源进行管理与配置，设置与显示战情参数，控制模拟器产生雷达目标回波信号、各种欺骗干扰信号、各种噪声干扰信号及被动雷达探测目标辐射源信号。
附图说明
图1是模拟器组成原理图。
图2是射频接收电路组成原理图。
图3是高中频接收电路组成原理图。
图4是中频接收电路组成原理图。
图5是目标/干扰/信号产生单元组成原理图。
图6是上变频及射频通道单元组成原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围之内。
图1是本发明所述雷达战术性能检测及抗干扰能力评估模拟器组成原理示意图。如图所示，一种雷达战术性能检测及抗干扰能力评估模拟器由收/发天线、显示控制单元、接收单元、目标/干扰/信号基带产生单元、频率合成器单元、上变频及射频通道单元和干扰信号发射天线等组成。
进一步地：所述收/发天线增益为0dB，波束宽度≥±15°，天线极化方式采用水平/垂直线极化。
进一步地：所述接收单元主要由射频接收电路、高中频接收电路及中频接收单元等组成。
如图2所示，所述射频接收电路要求模拟的接收灵敏度和抗烧毁能力不同，综合考虑接收灵敏度、接收动态范围、抗烧毁等因素，射频接收单元的设计采用了程控衰减器、限幅器、低噪声放大器、下变频网络的设计方案。所述低噪放大器前设计了耐高功率的所述程控衰减器和高输入功率的所述限幅器，以保证输入动态70dB和抗烧毁功率大于36dBm的功能实现，设备射频前端采用低噪声放大器，以保证设备灵敏度指标的实现。
如图3所示，所述高中频接收电路主要用于处理射频接收电路输出的４GHz的射频信号，采用可控增益放大器，进行放大增益的调整，并配合限幅放大，保证下变频电路提供给数字储频的中频信号最大功率电平保持相对恒定，提高DRFM输出信号质量，同时防止因ADC输入幅度过大造成器件损坏。
如图4所示，所述中频接收电路对高中频接收电路输出信号进行选频、放大和变频处理，输出DDM单元所需中频信号。所述中频接收电路中设计了宽、窄滤波选择电路，在标校状态下当参数确定且已知，可选用窄带滤波式，提高频率选择性，减少外部环境的影响。中频接收变频电路采用高本振,且变频后的中频输出与输入、本振信号频谱分隔较大，有利于控制信号的杂散电平，减小各级电路的设计难度。
进一步地：所述目标/欺骗/信号回波产生单元主要由目标回波产生通道、欺骗干扰产生通道、压制干扰和辐射源产生通道3个通道和雷达脉冲测量电路组成。
如图5所示，所述目标/干扰/信号产生单元主要由时钟管理模块、DSP、大规模高性能FPGA、高速ADC、存储模块QDDR、高速DAC等组成。所述时钟管理模块接收外部时钟信号，分配给所述高速ADC、高速DAC1和高速DAC2，为各个模块提供相同频率、相位的相干的时钟信号。所述高速ADC接收来自接收通道送来的中频信号，经过高速ADC量化成四路高速、差分数字信号送FPGA，在所述高性能FPGA内部经过电平转换模块，转成LVDS标准电平，然后经过串并转换模块将高速数据转换成低速数据，在由门限信号生成的写脉冲信号的控制下，将发射脉冲样本滑窗式地存储到数字储频模块的存储区中，完成信号的存储。
进一步地：所述频率合成器主要由晶振、谐波发生器、滤波器、功分器、放大器、点频源、PLL、PDRO、控制电路等组成。所述频率合成器主要功能为所述接收单元和所述发射单元提供上下变频网络提供所需的本振信号，为所述高中频电路、中频电路提供所需的本振信号，同时为DDM单元提供时钟信号，由标频模块和宽带本振模块两部分组成。
进一步地：所述上变频及射频通道单元主要包括目标回波上变频及射频通道电路和干扰/辐射源上变频及射频通道电路两部分组成，每个通道电路均由上变频网络、放大滤波电路、程控衰减器等组成。如图6所示，所述上变频及射频通道单元与所述接收单元采用相同的本振频点，本振信号通过功分、放大将分配至接收单元和上变频及射频通道单元。所述目标/干扰/信号产生单元输出的中频基带信号首先在高中频变频网络中进行变频处理，产生4GHz的高中频模拟信号，然后再通过射频变频网络上变频还原到被试雷达工作频率上，经幅度控制和功率放大后由天线输出。
进一步地：所述显示控制单元主要由一体化显示控制计算机和键盘鼠标附件等模块组成。主要完成功能：1、系统资源管理与配置：对模拟器的软、硬件的资源配置进行管理和分配；对模拟器进行自检；根据显示控制软件的命令进行模拟器的运行控制；2、战情参数设置与显示：通过显示控制软件进行模拟器工作模式、被试雷达参数、目标回波模拟参数、欺骗干扰样式和参数、噪声压制干扰样式和参数、辐射源参数等进行设置，并显示相关参数；3、雷达目标回波模拟控制：根据设置的雷达参数、目标参数、目标幅度和目标运动参数，以及目标实时位置、目标速度等参数，控制模拟器产生雷达目标回波信号，包括时延、多普勒频移、目标幅度等特性的解算和控制，完成目标回波信号模拟；4、雷达标定目标模拟控制：根据设置的雷达参数、标定目标参数、和标定目标运动参数，控制模拟器产生雷达标定目标回波信号，包括时延、多普勒频移、幅度控制等解算和控制，完成标定目标回波信号模拟；5、雷达欺骗干扰模拟控制：根据设置的欺骗干扰样式和干扰参数，控制模拟产生各种欺骗干扰信号，包括速度假目标干扰、密集假目标干扰和闪烁噪声干扰等，以及干扰功率的解算，完成欺骗模拟的实时控制；6、噪声压制干扰模拟控制：根据设置的压制干扰样式、干扰参数，控制本系统模拟产生各种噪声干扰信号，包括宽带阻塞噪声干扰、窄带瞄频噪声干扰、扫频造噪声干扰等，可对带宽、载频、扫频周期等参数进行人工设定，以及干扰功率的解算，完成压制干扰模拟的实时控制；7、辐射源模拟控制：根据装订的辐射源的载频、重频、脉宽、脉内调制等参数，模拟产生被动雷达探测目标辐射源信号，完成被动雷达探测目标辐射源信号模拟的实时控制。