阅读说明：本技术 一种新型的雷达应答信号模拟器 (Novel radar response signal simulator ) 是由 苏诚 陈智慧 孙联雷 于 2020-11-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种新型的应答信号模拟器,包括在控制盒盖上表面设操控和输入输出信号面板,内设蓄电池和脉冲信号发生板,外部依次连有射频振荡器、定向耦合器、可调衰减器和波导同轴转换；信号面板设有与脉冲信号发生板对应的用于触发信号、船艏信号和方位信号的输入开关和与显示器对应的视频插头插座,模拟器产生六位脉冲信号输出,脉冲信号发生板将输入信号通过FPGA产生包含起始位、终止位和中间四位编码位的六位脉冲信号,再由射频振荡器调制产生射频信号和调制信号,经定向耦合器隔离后输出一个匹配受测雷达系统接收机灵敏度的调制信号,该信号输出给可调衰减器,叠加于隔离后的调制信号,并将信号输出给波导同轴转换再输出至受测雷达系统。(The invention discloses a novel response signal simulator, which comprises a control and input/output signal panel arranged on the upper surface of a control box cover, a storage battery and a pulse signal generating board arranged in the control box cover, and a radio frequency oscillator, a directional coupler, an adjustable attenuator and waveguide coaxial conversion which are sequentially connected outside the control box cover; the signal panel is provided with an input switch which is corresponding to the pulse signal generating board and used for triggering signals, bow signals and azimuth signals and a video plug socket which is corresponding to the display, the simulator generates six-bit pulse signal output, the pulse signal generating board generates six-bit pulse signals which comprise a start bit, an end bit and a middle four-bit coding bit through an FPGA (field programmable gate array), then the six-bit pulse signals are modulated by a radio frequency oscillator to generate radio frequency signals and modulation signals, the radio frequency signals and the modulation signals are isolated by a directional coupler and then output to a modulation signal which is matched with the sensitivity of a receiver of the radar system to be tested, the signals are output to an adjustable attenuator and superposed on the isolated modulation signals, and the signals are output to a waveguide for coaxial conversion and then output to the radar system to be.)

一种新型的雷达应答信号模拟器

技术领域

本发明属于船用导航雷达直升机引导技术应用领域，尤其涉及一种雷达应答信号模拟器。

背景技术

在一些系统,例如现代雷达系统、手机通讯系统和卫星通讯系统的研制和调试过程中，对被研制对象的性能和指标的测试是一个重要环节。传统的测试做法是采用复现实际使用环境，并将试验样机或受测设备置入其中以验证其性能和指标，这种做法大大增加了研发费用和时间成本，产品投产后的性能检测和标定更是费时费力。如果能设计一种专用的信号模拟器，能满足多场景、复杂环境下对受测设备的性能检测和标定，则可大大缩短产品研发周期和投产后的检验用时，并且具有可重复和灵活性高的优势。但是目前的信号测试器大部分采用DSP系列器件作为数字信号处理系统中的关键部件，其可编程性能相比FPGA较为简单。现有技术另有一种雷达应答信号产生器，该雷达应答信号产生器为了模拟实际使用环境，需要配备天线等种种零部件，这给测试工作带来较大的负担，而且该雷达应答信号产生器在没有电源之场地因供电条件受到限制将无法应用。

发明内容

本发明的目的是，克服传统的雷达应答信号测试采用复现实际使用环境并将受测设备置入其中的测试方法以及相关设备所存在的缺陷，提供一种专用信号模拟器用于检测船用导航雷达接收直升机应答信号的灵敏度，以及验证受测雷达能否正确地对接收到的应答信号进行解码和显示，从而提高验收工作的效率，为直升机引导试验的顺利进行奠定基础。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种新型的应答信号模拟器，其特征是，包括控制盒座和控制盒盖，控制盒盖的上表面设置成操控和输入输出信号面板，控制盒的内侧底部固定有可充电蓄电池，在蓄电池的上侧连接有脉冲信号发生板，控制盒的外部依次连接有射频振荡器、定向耦合器、可调衰减器和波导同轴转换，波导同轴转换的输出端连接待测雷达系统；控制盒的侧面连接有电源总开关和电源充电插座；

所述操控和输入输出信号面板设置有六个与脉冲信号发生板对应连接的用于触发信号、船艏信号和方位信号的输入开关；以及设置有四副将脉冲信号发生板与显示器对应连接的视频插头和插座，模拟器产生六位脉冲信号输出；

所述脉冲信号发生板，是将输入的触发信号、船艏信号和方位信号通过FPGA产生包含起始位、终止位和中间四位编码位的六位脉冲信号；

所述可充电蓄电池，用于提供脉冲信号发生板工作所需的24V电压和模拟器持续工作所需的能源；

所述射频振荡器，用于将六位脉冲信号进行调制，产生射频信号和调制信号；

所述定向耦合器，用于将射频振荡器产生的调制信号隔离后输出一个匹配受测雷达系统接收机灵敏度的调制信号，并将该信号输出给可调衰减器；

所述可调衰减器，用于提供一个可调衰减范围，叠加于隔离后的调制信号，并将信号输出给波导同轴转换；

所述波导同轴转换，用于将调制信号转换为高频模拟信号，并输出至受测雷达系统。

优选方案，脉冲信号发生板的程序逻辑为，可充电蓄电池提供24V电源，经电源转换部分转换后分别提供+5V、+3.3V、+2.5V、+1.8V和-12V电压给脉冲信号发生板各相关元器件；通过触发信号、船艏信号和方位信号的输入开关将各信号输送至电平转换电路和滤波电路模块，然后连同编码输入一起经过缓冲隔离电路再输送至FPGA主控芯板，最后经驱动电路模块到调剂脉冲输出模块。

优选方案，模拟的应答信号通过波导同轴转换输入至雷达系统后，调节可调衰减器，以检测雷达系统的接收应答信号灵敏度和直升机字符解码功能是否正常。

优选方案，在面板上设置与电源输出连接的电源保护开关和电流电压监视表。

优选方案，使得模拟器能够稳定可靠工作的散热设计，将主要发热元器件包括功率元件利用导热胶接良导热体构成的散热翅，散热翅顺着竖直方向布置以利自然对流散热。

本发明的有益效果是：

1、本发明对信号模拟的重点结构予以简化，直接连接受测船用导航雷达，方便了测试，提高了测试效率；

2、自设可充电蓄电池，测试不受环境条件限制，可减小地形环境和杂波对测试数据的影响；

3、无需天线等常规设备，操作更简便；

4、发射模拟的应答信号至雷达系统，调节可调衰减器旋钮，使得雷达屏幕上能够稳定清晰地显示应答目标并且字符栏显示此时对应的字符；

5、设置电源保护开关和电流电压监视表，提高设备安全可靠度；

6、与现有测试器比较，制造成本更低；

7、散热设计使得模拟器能够更稳定可靠的工作。

附图说明

图1是是本发明一种实施例的结构分解示意图；

图2是本发明实施例中脉冲信号发生板的硬件电路构成示意图；

图3是本发明实施例中脉冲信号发生板的程序逻辑框图；

图4是波导同轴转换外观示意图。

图中：控制盒座1；控制盒盖2；操控和输入输出信号面板3；蓄电池4；脉冲信号发生板5；射频振荡器6；定向耦合器7；可调衰减器8；波导同轴转换9；电源总开关10；电源充电插座11；电源保护开关12；电流电压监视表13；输入开关14；视频插头和插座15；电源转换部分41；电压42；触发信号51；船艏信号52；方位信号53；电平转换电路和滤波电路模块54；编码输入55；缓冲隔离电路56；FPGA主控芯板57；驱动电路模块58；调剂脉冲输出模块59。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例：一种新型的应答信号模拟器，包括控制盒座1和控制盒盖2，控制盒盖2的上表面构成操控和输入输出信号面板3，控制盒座1的内侧底部固定有可充电蓄电池4，在蓄电池4的上侧连接有脉冲信号发生板5，控制盒的外部依次设置有射频振荡器6、定向耦合器7、可调衰减器8和波导同轴转换9，波导同轴转换9的输出端连接待测雷达系统；控制盒的侧面连接有电源总开关10和电源充电插座11；在面板上设置与电源输出连接的电源保护开关12和电流电压监视表13，参见图1，图1中将各元器件的连接螺钉展示在各相应元器件旁边但未标注代号。

操控和输入输出信号面板3设置有六个与脉冲信号发生板5对应连接的用于触发信号51、船艏信号52和方位信号53的输入开关14，以及设置有四副将脉冲信号发生板5与显示器对应连接的视频插头和插座15。

脉冲信号发生板5为PCB电路板，是将输入的触发信号51、船艏信号52和方位信号53通过FPGA主控芯板57产生包含起始位、终止位和中间四位编码位的六位脉冲信号，参见图2。

脉冲信号发生板5的程序逻辑框图如图3所示，由可充电蓄电池4提供24V电源，经电源转换部分41转换后分别提供+5V、+3.3V、+2.5V、+1.8V和-12V电压42给脉冲信号发生板5各相关元器件，通过触发信号51、船艏信号52和方位信号53的输入开关14将各信号输送至电平转换电路和滤波电路模块54，然后连同编码输入55一起经过缓冲隔离电路56再输送至FPGA主控芯板57，最后经驱动电路模块58到调剂脉冲输出模块59。

可充电蓄电池4为锂电池，用于提供脉冲信号发生板5工作所需的24V电压和模拟器持续工作所需的能源。

射频振荡器6，用于将六位脉冲信号进行调制，产生射频信号和调制信号。

定向耦合器7，用于将射频振荡器6产生的调制信号隔离后输出一个匹配受测雷达系统接收机灵敏度的调制信号，并将该信号输出给可调衰减器8。

可调衰减器8，用于提供一个可调衰减范围，叠加于隔离后的调制信号，并将信号输出给波导同轴转换9。

波导同轴转换9，用于将调制信号转换为高频模拟信号，并输出至受测雷达系统。参见图4。

模拟的应答信号通过波导同轴转换9输入至雷达系统后，调节可调衰减器8以调节输出信号的强弱，即可检测雷达系统的接收应答信号灵敏度和直升机字符解码功能是否正常。

当本雷达应答信号模拟器工作时，将受测雷达的状态切换至超长脉冲状态，雷达等待；模拟应答信号发送至雷达系统，调节可调衰减器8旋钮，使得雷达屏幕上能够稳定清晰地显示应答目标并且字符栏显示此时对应的字符。

例如：模拟器控制盒上字符的拨码开关选择“1111”，那么雷达系统屏幕上应能显示有模拟的目标，字符栏显示“H15”；此时调节可调衰减器8，增大衰减，使得雷达屏幕上的模拟目标的回波强度逐渐减弱，找到目标刚好能够显示且字符栏能够读出正确字符的临界位置，记下此时可调衰减器8上的刻度值Loos₂，根据下列公式计算雷达接收应答信号的灵敏度：

X＝P₁-Loss₁-Loss₂

P₁为射频振荡器6的发射的输出功率，Loos₁为定向耦合器7的固定衰减值。

本发明所提出的技术方法可在无需外部供电的情况下有效的检测船用导航雷达接收直升机应答信号的灵敏度，以及验证受测雷达能否正确地对接收到的应答信号进行解码和显示。

将主要发热元器件包括功率元件利用导热胶接良导热体构成的散热翅，散热翅顺着竖直方向布置以利自然对流散热。合理的散热设计使得模拟器能够更稳定可靠的工作。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。