CN102928824B - 射频阵列多通道实现近距大目标角闪烁模拟方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种射频阵列多通道实现近距大目标角闪烁模拟方法，包括如下步骤：空馈目标模拟器根据目标距离的变化将体目标按不同网格划分，按照等角度将目标散射点角度映射到等间隔喇叭上，并计算每个辐射单元馈电信号的多个属性值；空馈目标模拟器接收雷达导引头耦合输出的发射信号，并对发射信号进行变频到基带；在基带调制出多路回波信号，对应目标多散射点回波特性，然后上变频到射频给等间隔喇叭；等间隔喇叭输出多个散射点回波信号，在空间干涉形成体目标角闪烁。该方法解决了空间多通道模拟体目标角闪烁的技术难题，并且成本还低。

Description

射频阵列多通道实现近距大目标角闪烁模拟方法

技术领域

本发明涉及雷达射频仿真技术领域，具体而言，涉及一种射频阵列多通道实现近距大目标角闪烁模拟方法。

背景技术

现有技术中，《计算机仿真》第27卷第10期公开了制导半实物仿真中的目标角闪烁特性仿真方法，具体而言，现有技术具体公开了：阵列式射频目标模拟器采用电子控制式的目标仿真器，便于仿真目标的角闪烁，而且能够仿真复杂目标及射频环境，由天线阵列及馈电控制系统、目标位置控制计算机、射频信号源、射频信号控制计算机组成，角闪烁是由于扩展目标的多散射中心和目标运动时的姿态变化引起，仿真时由目标位置控制软件计算出点目标位置数据，由目标特性实时生成软件计算出角闪烁偏差数据，两部分进行匹配叠加，形成引入角闪烁特性的目标角位置参数，再由馈电控制系统选通相应的辐射单元，将合成信号从天线阵列上辐射出去，从而实现引入了角闪烁的目标回波信号的实验室仿真。即言，试验在原射频仿真实验室进行，如图1所示，从雷达导引头耦合出低功率发射信号，经空馈目标模拟器产生目标回波，通过射频阵列辐射给导引头。

远距离点目标可以采用单通道目标模拟实现，随目标距离接近，存在强烈的体目标角闪烁效应，不能用点目标来等效，也不能用晃动点目标模拟，因为点目标信号，无论怎样闪烁，经过单脉冲导引头和差器后，差通道与和通道具有确定的幅度、相位关系，与空间多散射点形成的差通道与和通道的幅度、相位关系是不同的，导引头对该两种形式的回波识别、跟踪也不同，所以需要真实模拟空间多散射点回波形成过程。

模拟体目标多散射点不能采用传统阵列三元组合成方法，主要是因为：第一，三元组频差较小（或完全同频），两个散射点信号通过三元组馈电链路就已合成，不能实现空间合成；第二，散射单元太多，采用传统三元组链路，需要庞大的精位控制链路和粗位控制链路，设备极其庞大，成本超高。

因此，采用现有射频阵列技术是不能真实模拟体目标角闪烁特征的。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种射频阵列多通道实现近距大目标角闪烁模拟方法，解决了空间多通道模拟大目标角闪烁的技术难题，并且成本还低。

为达到上述目的，本发明的实施例提出了一种射频阵列多通道实现近距大目标角闪烁模拟方法，包括如下步骤：

空馈目标模拟器根据目标距离的变化将体目标按不同网格划分，按照等角度将目标散射点角度映射到等间隔喇叭上，并计算每个辐射单元馈电信号的多个属性值；

所述空馈目标模拟器接收雷达导引头耦合输出的发射信号，并对所述发射信号进行变频到基带，以及在所述基带调制出多路回波信号，对应目标多散射点回波特性，然后上变频到射频给所述等间隔喇叭；

所述等间隔喇叭输出多个散射点回波信号，在空间干涉形成体目标角闪烁。

根据本发明实施例的射频阵列多通道实现近距大目标角闪烁模拟方法，利用现有条件，增加另一极化馈电通道，解决了空间多通道模拟体目标角闪烁的技术难题，并且不需要额外增加太多设备，大大降低了成本。

在本发明的一个实施例中，所述喇叭为双极化圆喇叭，其中所述双极化圆喇叭包括水平极化馈入端和垂直极化馈入端。

并且，所述喇叭的水平极化馈入端或垂直极化馈入端与角闪烁馈电系统相连，另一极化端与原馈电系统相连。

在本发明的一个实施例中，所述每个辐射单元馈电信号的多个属性值包括：馈电信号的距离、幅度、多普勒频率和多散射点之间的初始相对相位。

其中，所述对所述发射信号进行变频到基带，包括：所述空馈目标模拟器通过下变频链路和自动增益控制AGC分系统将所述发射信号变频至低中频信号，并由A/D转换器将所述低中频信号进行模拟/数字转换以生成低中频数字信号。

进一步地，所述在所述基带调制出多路回波信号，包括：所述空馈目标模拟器的信号处理系统采集所述低中频数字信号并对所述低中频数字信号进行信号处理，由D/A转换器将处理后的所述低中频数字信号转换为所述多路回波信号。

在本发明的另一个实施例中，所述的近距大目标角闪烁模拟方法还包括如下步骤：对所述上变频后的多路回波信号进行衰减，将衰减后的多路回波信号分别输入至对应的所述等间隔喇叭。

此外，所述散射点回波信号包括多普勒频率、信号延迟和多散射点相对相位。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为现有的射频仿真实验室工作原理示意图；

图2为根据本发明实施例频阵列多通道实现近距大目标角闪烁模拟方法的流程图；

图3为根据本发明实施例的目标由远到近阵列模拟视场变化示意图；

图4为射频阵列的双极化圆喇叭的示意图；

图5为根据本发明实施例的空馈目标模拟器的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的射频阵列多通道实现近距大目标角闪烁模拟方法。

如图2所示，该射频阵列多通道实现近距大目标角闪烁模拟方法包括如下步骤：

S201，空馈目标模拟器根据目标距离的变化将体目标按不同网格划分，按照等角度将目标散射点角度映射到等间隔喇叭上，并计算每个辐射单元馈电信号的多个属性值。

换言之，当目标较近时，目标体可能充满导引头视场角20～30°，回波不能等效为“晃动”点目标，需要用多点模拟，如图3所示，目标由远到近多散射点模拟过程。

其中，在本发明的一个实施例中，如图4所示，国内大部分射频仿真实验室馈电喇叭采用双极化圆喇叭，并且所述双极化圆喇叭包括水平极化馈入端和垂直极化馈入端。而实际馈电系统只用了一种极化，即水平极化或垂直极化。可将另一极化馈入端接角闪烁馈电系统，实验时将导引头转动90°，实现极化对准，同时模拟角闪烁效应。即所述喇叭的水平极化馈入端或垂直极化馈入端与角闪烁馈电系统相连，而另一极化端与原馈电系统相连。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述每个辐射单元馈电信号的多个属性值包括：馈电信号的距离、幅度、多普勒频率和多散射点之间的初始相对相位。

S202，空馈目标模拟器接收雷达导引头耦合输出的发射信号，并对发射信号进行变频到基带。

S203，在基带调制出多路回波信号，对应目标多散射点回波特性，然后上变频到射频给等间隔喇叭。

具体地，在本发明的一个实施例中，如图5所示，空馈目标模拟器包括下变频链路及AGC（Automatic Gain Control，自动增益控制）分系统501、A/D转换器502、信号处理系统503、上变频链路分系统504和动态控制分系统505。其中，空馈目标模拟器通过下变频链路及AGC分系统501能够接收雷达发射信号，并经AGC和多级下变频后将发射信号变频至低中频信号，并经过A/D转换器502转换，即将低中频信号进行模拟/数字转换以生成低中频数字信号，实现对发射信号变频到基带。接着，空馈目标模拟器的信号处理系统503采集低中频数字信号并对低中频数字信号进行信号处理，包括多普勒频率调制、延迟调制等。信号处理系统503包括数据分发模块506和多路信号处理模块（1至16）。每路信号处理模块对应四个D/A转换器，将处理后的低中频数字信号转换为多路回波信号，从而实现在基带调制出多路回波信号。上变频链路分系统504包括多组上变频组件，每组上变频组件与每个D/A转换器一一对应，上变频链路分系统504能够将转换后的的低中频模拟信号即回波信号经过多级上变频以生成多路变频信号，即变到微波段输出，经过动态控制分系统505控制散射点回波的动态范围。动态控制分系统505包括多个程控衰减器，每个程控衰减器与每组上变频组件一一对应，对上述多路变频信号即上变频后的多路回波信号进行衰减，将衰减后的多路回波信号分别输入至对应的多个等间隔喇叭。

S204，等间隔喇叭输出多个散射点回波信号，在空间干涉形成体目标角闪烁。

也就是说，阵列扩展完成之后，根据目标由远到近散射点角度、信号特征，计算每个时刻各个散射点的回波特征，实验时，实时产生多散射点回波信号，实现对目标角闪烁模拟。例如，信号处理系统503有16个信号处理模块，用于调制64点的体目标信号，其中，散射点回波信号包含多普勒频率、信号延迟和多散射点相对相位。

根据本发明实施例的射频阵列多通道实现近距大目标角闪烁模拟方法，利用现有条件，增加另一极化馈电通道，解决了空间多通道模拟体目标角闪烁的技术难题，并且不需要额外增加太多设备，大大降低了成本。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种射频阵列多通道实现近距大目标角闪烁模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：

空馈目标模拟器根据目标距离的变化将体目标按不同网格划分，按照等角度将目标散射点角度映射到等间隔喇叭上，并计算每个辐射单元馈电信号的多个属性值；

所述空馈目标模拟器接收雷达导引头耦合输出的发射信号，并对所述发射信号进行变频到基带，以及在所述基带调制出多路回波信号，对应目标多散射点回波特性，然后上变频到射频给所述等间隔喇叭；

所述等间隔喇叭输出多个散射点回波信号，在空间干涉形成体目标角闪烁。

2.如权利要求1所述的近距大目标角闪烁模拟方法，其特征在于，所述喇叭为双极化圆喇叭，其中所述双极化圆喇叭包括水平极化馈入端和垂直极化馈入端。

3.如权利要求2所述的近距大目标角闪烁模拟方法，其特征在于，所述喇叭的水平极化馈入端或垂直极化馈入端与角闪烁馈电系统相连。

4.如权利要求1所述的近距大目标角闪烁模拟方法，其特征在于，所述每个辐射单元馈电信号的多个属性值包括：馈电信号的距离、幅度、多普勒频率和多散射点之间的初始相对相位。

5.如权利要求1所述的近距大目标角闪烁模拟方法，其特征在于，所述对所述发射信号进行变频到基带，包括：

所述空馈目标模拟器通过下变频链路和自动增益控制AGC分系统将所述发射信号变频至低中频信号，并由A/D转换器将所述低中频信号进行模拟/数字转换以生成低中频数字信号。

6.如权利要求5所述的近距大目标角闪烁模拟方法，其特征在于，所述在所述基带调制出多路回波信号，包括：

所述空馈目标模拟器的信号处理系统采集所述低中频数字信号并对所述低中频数字信号进行信号处理，由D/A转换器将处理后的所述低中频数字信号转换为所述多路回波信号。

7.如权利要求1所述的近距大目标角闪烁模拟方法，其特征在于，还包括如下步骤：

对所述上变频后的多路回波信号进行衰减，将衰减后的多路回波信号分别输入至对应的所述等间隔喇叭。

8.如权利要求1所述的近距大目标角闪烁模拟方法，其特征在于，所述散射点回波信号包括多普勒频率、信号延迟和多散射点相对相位。

Images