CN105548974A - 一种用于面目标的测速测距雷达回波模拟系统及模拟方法 - Google Patents

一种用于面目标的测速测距雷达回波模拟系统及模拟方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于面目标的测速测距雷达回波模拟系统及模拟方法，其特征在于，该模拟系统包括：电脑主机，用于控制FPGA处理器对FLASH阵列进行擦除、写入数据和读取数据；通信模块，用于连接电脑主机和FPGA处理器；FLASH阵列，用于存储或回放测速、测距回波模拟数据；FPGA处理器，用于给模拟系统提供时序；数据缓存模块，用于缓存测距回波模拟数据；D/A数模转换模块，用于将测速、测距回波模拟数据分别转换成测速、测距模拟信号；回波信号处理设备终端，用于发送模拟雷达脉冲信号和距离模式控制字，并分别根据测速、测距模拟信号得到测速测距雷达相对于面目标的速度信息和距离。

Description

一种用于面目标的测速测距雷达回波模拟系统及模拟方法
技术领域
本发明属于雷达模拟测试技术领域，特别涉及一种用于面目标的测速测距雷达回波模拟系统及模拟方法，适用于实际工程应用。
背景技术
我国于2003年正式启动了月球探测计划“嫦娥工程”，目前正处于第二阶段即月球着陆探测器在月球表面进行软着陆的研究阶段，在此阶段，由测速测距雷达提供月球着陆探测器相对月球表面的速度信息和距离信息，确保月球着陆探测器能够安全进行软着陆。测速测距雷达具有测量精度高、重量轻、高可靠等特点。在测速测距雷达中，具体采用连续波体制雷达实现高精度的速度测量，且连续波雷达的组成相对简单，可靠性高；在测速测距雷达中，具体采用脉冲压缩体制雷达实现高精度的距离测量。其性能指标已经达到国际先进水平。
为了验证测速测距雷达的算法性能以及系统设计的稳定性，需要大量的原始回波数据，如果这些回波数据通过月球着陆探测器进行实际飞行试验来获得，将无法实现。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种对面目标的测速测距雷达回波模拟系统及模拟方法。本发明能够对测速测距雷达的算法性能以及系统稳定性进行全面检测，并能够模拟测速测距雷达在实际飞行试验中接收到的测速回波信号和测距回波信号，为测速测距雷达提供全面可靠的验证手段。
为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。
技术方案一：
一种用于面目标的测速测距雷达回波模拟系统，其特征在于，包括：
电脑主机、通信模块、FLASH阵列、FPGA处理器、数据缓存模块、D/A数模转换模块、回波信号处理设备终端。
电脑主机包含固态存储器和CPU处理器；
FLASH阵列包含测速FLASH阵列和测距FLASH阵列；
D/A数模转换模块包含测速D/A数模转换模块和测距D/A数模转换模块；
通信模块电连接电脑主机和FPGA处理器；
FPGA处理器分别电连接FLASH阵列、数据缓存模块、测速D/A数模转换模块和回波信号处理设备终端；
数据缓存模块电连接测距D/A数模转换模块；
测距D/A数模转换模块电连接回波信号处理设备终端；
测速D/A数模转换模块电连接回波信号处理设备终端；
固态存储器，用于存储测速回波模拟数据；
CPU处理器，用于通过通信模块发送擦除测速存储器指令到FPGA处理器；
FPGA处理器，用于对测速FLASH阵列进行擦除操作；
CPU处理器，还用于通过通信模块发送写测速存储器指令到FPGA处理器，并通过通信模块将测速回波模拟数据发送给FPGA处理器；
FPGA处理器，还用于对测速FLASH阵列进行写入数据操作，即将测速回波模拟数据写入测速FLASH阵列；
CPU处理器，还用于通过通信模块发送面目标测速回放指令到FPGA处理器；
回波信号处理设备终端，用于发送模拟雷达脉冲信号；
FPGA处理器，还用于接收模拟雷达脉冲信号，并对测速FLASH阵列进行读取数据操作，将测速回波模拟数据发送至测速D/A数模转换模块；
测速D/A数模转换模块，用于将测速回波模拟数据转换成测速模拟信号，发送至回波信号处理设备终端；
回波信号处理设备终端，还用于根据测速模拟信号得到测速测距雷达相对于面目标的速度信息；
固态存储器，还用于存储测距回波模拟数据；
CPU处理器，还用于通过通信模块发送擦除测距存储器指令到FPGA处理器；
FPGA处理器，还用于对测距FLASH阵列进行擦除操作；
CPU处理器，还用于通过通信模块发送写测距存储器指令到FPGA处理器，并通过通信模块将测距回波模拟数据发送给FPGA处理器；
FPGA处理器，还用于对测距FLASH阵列进行写入数据操作，即将测距回波模拟数据写入测距FLASH阵列；
CPU处理器，还用于通过通信模块发送面目标测距回放指令到FPGA处理器；
回波信号处理设备终端，还用于发送模拟雷达脉冲信号和距离模式控制字，其中，距离模式控制字表征测速测距雷达相对于面目标的距离所在的距离段；
FPGA处理器，还用于接收模拟雷达脉冲信号和距离模式控制字，并对测距FLASH阵列进行读取数据操作，将测距回波模拟数据发送给数据缓存模块；
数据缓存模块，用于对测距回波模拟数据进行缓存，并发送给测距D/A数模转换模块；
测距D/A数模转换模块，用于将测距回波模拟数据转换成测距模拟信号，发送至回波信号处理设备终端；
回波信号处理设备终端，还用于根据测距模拟信号得到测速测距雷达相对于面目标的距离；
技术方案二：
一种用于面目标的测速测距雷达回波模拟方法，其特征在于，包括：
步骤1，将测速测距雷达到面目标的距离从高到低分为N个距离段，测速测距雷达相对于面目标的距离位于N个距离段中的一个距离段内，其中，N为正整数；
步骤2，建立测距回波模拟数据库；所述测距回波模拟数据库包含N个测距回波模拟数据单元，依次对应于测速测距雷达到面目标的N个距离段，且每个测距回波模拟数据单元均包含Md帧测距回波模拟数据，其中，Md为正整数；
步骤3，对测速回波模拟数据和测距回波模拟数据的进行数据存储；
步骤4，分别对测速回波模拟数据和测距回波模拟数据进行回放。
本发明的技术方案一的特点和进一步改进在于：
(1)所述测速D/A数模转换模块包含第一、第二和第三测速D/A数模转换器；
所述第一测速D/A数模转换器，用于将测速回波模拟数据中的测速测距雷达相对于面目标的第一方向的速度模拟数据转化为测速模拟信号中的第一测速模拟信号；
所述第二测速D/A数模转换器，用于将测速回波模拟数据中的测速测距雷达相对于面目标的第二方向的速度模拟数据转化为测速模拟信号中的第二测速模拟信号；
所述第三测速D/A数模转换器，用于将测速回波模拟数据中的测速测距雷达相对于面目标的第三方向的速度模拟数据转化为测速模拟信号中的第三测速模拟信号。
(2)所述一种用于面目标的测速测距雷达回波模拟系统，还包括电源管理模块，用于给用于面目标的测速测距雷达回波模拟系统提供数字电源和模拟电源；
所述数字电源用于给通信模块、FLASH阵列、FPGA处理器和数据缓存模块供电；
所述模拟电源用于给电脑主机、D/A数模转换模块和回波信号处理设备终端供电。
(3)所述FPGA处理器还用于给用于面目标的测速测距雷达回波模拟系统提供时序。
本发明的技术方案二的特点和进一步改进在于：
(1)步骤3的具体子步骤为：
a1，将测速回波模拟数据和测距回波模拟数据拷贝到固态存储器；
a2，CPU处理器通过通信模块发送擦除测速存储器指令到FPGA处理器，FPGA处理器对测速FLASH阵列进行擦除操作；
a3，CPU处理器通过通信模块发送擦除测距存储器指令到FPGA处理器，FPGA处理器对测距FLASH阵列进行擦除操作；
a4，CPU处理器通过通信模块发送写测速存储器指令到FPGA处理器，并通过通信模块将测速回波模拟数据发送给FPGA处理器；FPGA处理器对测速FLASH阵列进行写入数据操作，即将测速回波模拟数据写入测速FLASH阵列；
a5，CPU处理器通过通信模块发送写测距存储器指令到FPGA处理器，并通过通信模块将测距回波模拟数据发送给FPGA处理器；FPGA处理器对测距FLASH阵列进行写入数据操作，即将测距回波模拟数据写入测距FLASH阵列。
(2)步骤4中，所述对测速回波模拟数据进行回放，具体包含以下子步骤：
b1，CPU处理器通过通信模块发送面目标测速回放指令到FPGA处理器；
b2，FPGA处理器接收回波信号处理设备终端发送的模拟雷达脉冲信号；
b3，FPGA处理器对测速FLASH阵列进行读取数据操作，将测速回波模拟数据发送至测速D/A数模转换模块；
b4，测速D/A数模转换模块将测速回波模拟数据转换成测速模拟信号，发送至回波信号处理设备终端；回波信号处理设备终端根据测速模拟信号得到测速测距雷达相对于面目标的速度信息。
(3)步骤4中，所述对测距回波模拟数据进行回放，具体包含以下子步骤：
c1，CPU处理器通过通信模块发送面目标测距回放指令到FPGA处理器；
c2，FPGA处理器接收回波信号处理设备终端发送的模拟雷达脉冲信号和距离模式控制字，其中，距离模式控制字表征测速测距雷达相对于面目标的距离所在的距离段；
c3，FPGA处理器对测距FLASH阵列进行读取数据操作，将第sd个测距回波模拟数据单元中的Md帧测距回波模拟数据依次发送给数据缓存模块，其中，sd＝1，2，…，N；
c4，数据缓存模块对FLASH阵列的第sd个测距回波模拟数据单元中的Md帧测距回波模拟数据依次进行缓存，并发送给测距D/A数模转换模块；
c5，测距D/A数模转换模块将第sd个测距回波模拟数据单元中的第1帧至Md帧测距回波模拟数据依次转换成第1个测距模拟信号至第Md个测距模拟信号，并依次发送至回波信号处理设备终端；回波信号处理设备终端根据第1个测距模拟信号至第Md个测距模拟信号，得到第sd个测距回波模拟数据单元中的第1帧至第Md帧测距回波模拟数据对应的测速测距雷达相对于面目标的距离。
(4)在步骤4的子步骤b1中，CPU处理器通过通信模块发送面目标测速回放指令到FPGA处理器时，CPU处理器能够在面目标测速回放指令中设定对测速模拟回波数据进行全程回放或固定帧数回放，其中，对测速模拟回波数据进行全程回放表示对测速模拟回波数据的全部帧数据依次进行回放，对测速模拟回波数据进行固定帧数回放表示对测速模拟回波数据的部分帧数据依次进行回放。
(5)在步骤4的子步骤c1中，CPU处理器通过通信模块发送面目标测距回放指令到FPGA处理器时，CPU处理器可以在面目标测距回放指令中设定对测距模拟回波数据进行全程回放或固定帧数回放，其中，对测距模拟回波数据进行全程回放表示对测距模拟回波数据的全部帧数据依次进行回放，对测距模拟回波数据进行固定帧数回放表示对测距模拟回波数据的部分帧数据依次进行回放。
(6)所述步骤3中，测速回波模拟数据包含测速测距雷达相对于面目标的第一方向的速度模拟数据、第二方向的速度模拟数据和第三方向的速度模拟数据；每个方向的速度模拟数据分为Is、Qs两路速度模拟数据，其中，Is路速度模拟数据表示每个方向的速度模拟数据的实部，Qs路速度模拟数据表示每个方向的速度模拟数据的虚部；
所述步骤4的子步骤b4中，测速模拟信号包含第一测速模拟信号、第二测速模拟信号和第三测速模拟信号；
测速测距雷达相对于面目标的速度信息包含测速测距雷达相对于面目标的第一方向的速度、第二方向的速度和第三方向的速度；
回波信号处理设备终端根据第一测速模拟信号得到测速测距雷达相对于面目标的第一方向的速度；
回波信号处理设备终端根据第二测速模拟信号得到测速测距雷达相对于面目标的第二方向的速度；
回波信号处理设备终端根据第三测速模拟信号得到测速测距雷达相对于面目标的第三方向的速度。
(7)所述步骤2中，每帧测距回波模拟数据均分为Id、Qd两路距离模拟数据，其中，Id路距离模拟数据表示每帧测距回波模拟数据的实部，Qd路距离模拟数据表示每帧测距回波模拟数据的虚部。
本发明的有益效果为：
1)不需要进行实际试验即可以检测测速测距雷达的算法性能以及系统工作的稳定性。
2)本发明可以对测速回波模拟数据和测距回波模拟数据进行全程回放和固定数据帧数回放，可以实时监测测速测距雷达相对于面目标的速度信息和距离。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
图1为本发明的用于面目标的测速测距雷达回波模拟系统的示意图；
图2为本发明的对测速模拟回波数据进行回放的流程图；
图3为本发明的对测距模拟回波数据进行回放的流程图。
具体实施方式
一、参照图1，本发明的一种用于面目标的测速测距雷达回波模拟系统，所述面目标是指月球表面的局部区域目标；所述一种用于面目标的测速测距雷达回波模拟系统，具体包括：电脑主机、通信模块、FLASH阵列、FPGA处理器、数据缓存模块、D/A数模转换模块、回波信号处理设备终端。
电脑主机包含固态存储器和CPU处理器。
FLASH阵列包含测速FLASH阵列和测距FLASH阵列；本发明实例中，测速FLASH阵列中，采用8片FLASH串联工作，其总体存储量为16GB；测距FLASH阵列中，采用8组FLASH并联工作，速度可以达到200MB/s，每组FLASH中，采用8片FLASH串联工作，则测距FLASH阵列共有64片FLASH，其总体存储量为128GB。
D/A数模转换模块包含测速D/A数模转换模块和测距D/A数模转换模块。
通信模块电连接电脑主机和FPGA处理器；本发明实例中，选用PCI9054模块作为通信模块。
FPGA处理器分别电连接FLASH阵列、数据缓存模块、测速D/A数模转换模块和回波信号处理设备终端。
数据缓存模块电连接测距D/A数模转换模块。
测距D/A数模转换模块电连接回波信号处理设备终端。
测速D/A数模转换模块电连接回波信号处理设备终端。
固态存储器，用于存储测速回波模拟数据；
CPU处理器，用于通过通信模块发送擦除测速存储器指令到FPGA处理器；
FPGA处理器，用于对测速FLASH阵列进行擦除操作；
CPU处理器，还用于通过通信模块发送写测速存储器指令到FPGA处理器，并通过通信模块将测速回波模拟数据发送给FPGA处理器；
FPGA处理器，还用于对测速FLASH阵列进行写入数据操作，即将测速回波模拟数据写入测速FLASH阵列；
CPU处理器，还用于通过通信模块发送面目标测速回放指令到FPGA处理器；
回波信号处理设备终端，用于发送模拟雷达脉冲信号；
FPGA处理器，还用于接收模拟雷达脉冲信号，并对测速FLASH阵列进行读取数据操作，将测速回波模拟数据发送至测速D/A数模转换模块；
测速D/A数模转换模块，用于将测速回波模拟数据转换成测速模拟信号，发送至回波信号处理设备终端；本发明实例中，测速D/A数模转换模块包含第一、第二和第三测速D/A数模转换器；第一测速D/A数模转换器，用于将测速回波模拟数据中的测速测距雷达相对于面目标的第一方向的速度模拟数据转化为测速模拟信号中的第一测速模拟信号；第二测速D/A数模转换器，用于将测速回波模拟数据中的测速测距雷达相对于面目标的第二方向的速度模拟数据转化为测速模拟信号中的第二测速模拟信号；第三测速D/A数模转换器，用于将测速回波模拟数据中的测速测距雷达相对于面目标的第三方向的速度模拟数据转化为测速模拟信号中的第三测速模拟信号；第一、第二和第三测速D/A数模转换器均采用16位高精度D/A芯片AD5545，其最高转换速率可以达到1Msps；
回波信号处理设备终端，还用于根据测速模拟信号得到测速测距雷达相对于面目标的速度信息。
固态存储器，还用于存储测距回波模拟数据；
CPU处理器，还用于通过通信模块发送擦除测距存储器指令到FPGA处理器；
FPGA处理器，还用于对测距FLASH阵列进行擦除操作；
CPU处理器，还用于通过通信模块发送写测距存储器指令到FPGA处理器，并通过通信模块将测距回波模拟数据发送给FPGA处理器；
FPGA处理器，还用于对测距FLASH阵列进行写入数据操作，即将测距回波模拟数据写入测距FLASH阵列；
CPU处理器，还用于通过通信模块发送面目标测距回放指令到FPGA处理器；
回波信号处理设备终端，还用于发送模拟雷达脉冲信号和距离模式控制字，其中，距离模式控制字表征测速测距雷达相对于面目标的距离所在的距离段；
FPGA处理器，还用于接收模拟雷达脉冲信号和距离模式控制字，并对测距FLASH阵列进行读取数据操作，将测距回波模拟数据发送给数据缓存模块；
数据缓存模块，用于对测距回波模拟数据进行缓存，并发送给测距D/A数模转换模块；本发明实例中，选用DDRII模块作为数据缓存模块；
测距D/A数模转换模块，用于将测距回波模拟数据转换成测距模拟信号，发送至回波信号处理设备终端；本发明实例中，测距D/A数模转换模块采用MAX5890芯片，其转换率为200MSPS，精度为14位；
回波信号处理设备终端，还用于根据测距模拟信号得到测速测距雷达相对于面目标的距离。
本发明实例中，所述FPGA处理器，还用于给用于面目标的测速测距雷达回波模拟系统提供时序；
本发明实例中，所述一种用于面目标的测速测距雷达回波模拟系统，还包括电源管理模块，用于给用于面目标的测速测距雷达回波模拟系统提供数字电源和模拟电源；数字电源为+5V的开关电源，电流为10A，用于给通信模块、FLASH阵列、FPGA处理器和数据缓存模块供电；模拟电源包括第一模拟电源和第二模拟电源；其中，第一模拟电源为±5V的线性电源，电流为1A，用于给D/A数模转换模块和回波信号处理设备终端供电；第二模拟电源的电压为12V，电流为1.5A，用于给电脑主机供电。
二、本发明的一种对面目标的测速测距雷达回波模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将测速测距雷达到面目标的距离从高到低分为N个距离段，测速测距雷达相对于面目标的距离位于N个距离段中的一个距离段内，其中，N为正整数。
本发明实例中，将测速测距雷达到面目标的距离从高到低分为4个距离段，分别是第1、第2、第3和第4段，距离段、距离模式控制字和测速测距雷达相对于面目标的距离的对应关系如表1所示：
表1
步骤2，建立测距回波模拟数据库；所述测距回波模拟数据库包含N个测距回波模拟数据单元，依次对应于测速测距雷达到面目标的N个距离段，且每个测距回波模拟数据单元均包含Md帧测距回波模拟数据，其中，Md为正整数；
本发明实例中，每帧测距回波模拟数据均分为Id、Qd两路距离模拟数据，其中，Id路距离模拟数据表示每帧测距回波模拟数据的实部，Qd路距离模拟数据表示每帧测距回波模拟数据的虚部。
步骤3，对测速回波模拟数据和测距回波模拟数据的进行数据存储。
步骤3的具体子步骤为：
a1，将测速回波模拟数据和测距回波模拟数据拷贝到固态存储器；
本发明实例中，固态存储器的稳定工作速度可以达到25MB/s，存储容量为1000GB；
本发明实例中，测速回波模拟数据包括测速测距雷达相对于面目标的第一方向、第二方向和第三方向的速度模拟数据；每个方向的速度模拟数据分为Is、Qs两路速度模拟数据，其中，Is路速度模拟数据表示每个方向的速度模拟数据的实部，Qs路速度模拟数据表示每个方向的速度模拟数据的虚部；
本发明实例中，测速回波模拟数据的文件格式如表2所示：
表2
本发明实例中，测距回波模拟数据的文件格式如表3所示：
表3
a2，CPU处理器通过通信模块发送擦除测速存储器指令到FPGA处理器，FPGA处理器对测速FLASH阵列进行擦除操作；
a3，CPU处理器通过通信模块发送擦除测距存储器指令到FPGA处理器，FPGA处理器对测距FLASH阵列进行擦除操作；
a4，CPU处理器通过通信模块发送写测速存储器指令到FPGA处理器，并通过通信模块将测速回波模拟数据发送给FPGA处理器；FPGA处理器对测速FLASH阵列进行写入数据操作，即将测速回波模拟数据写入测速FLASH阵列；
a5，CPU处理器通过通信模块发送写测距存储器指令到FPGA处理器，并通过通信模块将测距回波模拟数据发送给FPGA处理器；FPGA处理器对测距FLASH阵列进行写入数据操作，即将测距回波模拟数据写入测距FLASH阵列。
步骤4，分别对测速回波模拟数据和测距回波模拟数据进行回放。
参照图2，所述对测速回波模拟数据进行回放，具体包含以下子步骤：
b1，CPU处理器通过通信模块发送面目标测速回放指令到FPGA处理器；
本发明实例中，CPU处理器通过通信模块发送面目标测速回放指令到FPGA处理器时，CPU处理器能够在面目标测速回放指令中设定对测速模拟回波数据进行全程回放或固定帧数回放，其中，对测速模拟回波数据进行全程回放表示对测速模拟回波数据的全部帧数据依次进行回放，对测速模拟回波数据进行固定帧数回放表示对测速模拟回波数据的部分帧数据依次进行回放；
b2，FPGA处理器接收回波信号处理设备终端发送的模拟雷达脉冲信号；
本发明实例中，模拟雷达脉冲信号的重复周期为160ms，脉冲宽度为100us；
b3，FPGA处理器对测速FLASH阵列进行读取数据操作，将测速回波模拟数据发送至测速D/A数模转换模块；
b4，测速D/A数模转换模块将测速回波模拟数据转换成测速模拟信号，发送至回波信号处理设备终端；回波信号处理设备终端根据测速模拟信号得到测速测距雷达相对于面目标的速度信息；
本发明实例中，测速模拟信号包括第一、第二和第三测速模拟信号；测速测距雷达相对于面目标的速度信息包括测速测距雷达相对于面目标的第一方向、第二方向和第三方向的速度；回波信号处理设备终端根据第一测速模拟信号得到测速测距雷达相对于面目标的第一方向的速度；回波信号处理设备终端根据第二测速模拟信号得到测速测距雷达相对于面目标的第二方向的速度；回波信号处理设备终端根据第三测速模拟信号得到测速测距雷达相对于面目标的第三方向的速度。
参照图3，所述对测距回波模拟数据进行回放，具体包含以下子步骤：
c1，CPU处理器通过通信模块发送面目标测距回放指令到FPGA处理器；
本发明实例中，CPU处理器通过通信模块发送面目标测距回放指令到FPGA处理器时，CPU处理器可以在面目标测距回放指令中设定对测距模拟回波数据进行全程回放或固定帧数回放，其中，对测距模拟回波数据进行全程回放表示对测距模拟回波数据的全部帧数据依次进行回放，对测距模拟回波数据进行固定帧数回放表示对测距模拟回波数据的部分帧数据依次进行回放；
c2，FPGA处理器接收回波信号处理设备终端发送的模拟雷达脉冲信号和距离模式控制字，其中，距离模式控制字表征测速测距雷达相对于面目标的距离所在的距离段；
c3，FPGA处理器对测距FLASH阵列进行读取数据操作，将第sd个测距回波模拟数据单元中的Md帧测距回波模拟数据依次发送给数据缓存模块，其中，sd＝1，2，…，N；
c4，数据缓存模块对FLASH阵列的第sd个测距回波模拟数据单元中的Md帧测距回波模拟数据依次进行缓存，并发送给测距D/A数模转换模块；
c5，测距D/A数模转换模块将第sd个测距回波模拟数据单元中的第1帧至Md帧测距回波模拟数据依次转换成第1个测距模拟信号至第Md个测距模拟信号，并依次发送至回波信号处理设备终端；回波信号处理设备终端根据第1个测距模拟信号至第Md个测距模拟信号，得到第sd个测距回波模拟数据单元中的第1帧至第Md帧测距回波模拟数据对应的测速测距雷达相对于面目标的距离。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围；这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种用于面目标的测速测距雷达回波模拟系统，其特征在于，包括：
电脑主机、通信模块、FLASH阵列、FPGA处理器、数据缓存模块、D/A数模转换模块、回波信号处理设备终端；
电脑主机包含固态存储器和CPU处理器；
FLASH阵列包含测速FLASH阵列和测距FLASH阵列；
D/A数模转换模块包含测速D/A数模转换模块和测距D/A数模转换模块；
通信模块电连接电脑主机和FPGA处理器；
FPGA处理器分别电连接FLASH阵列、数据缓存模块、测速D/A数模转换模块和回波信号处理设备终端；
数据缓存模块电连接测距D/A数模转换模块；
测距D/A数模转换模块电连接回波信号处理设备终端；
测速D/A数模转换模块电连接回波信号处理设备终端；
固态存储器，用于存储测速回波模拟数据；
CPU处理器，用于通过通信模块发送擦除测速存储器指令到FPGA处理器；
FPGA处理器，用于对测速FLASH阵列进行擦除操作；
CPU处理器，还用于通过通信模块发送写测速存储器指令到FPGA处理器，并通过通信模块将测速回波模拟数据发送给FPGA处理器；
FPGA处理器，还用于对测速FLASH阵列进行写入数据操作，即将测速回波模拟数据写入测速FLASH阵列；
CPU处理器，还用于通过通信模块发送面目标测速回放指令到FPGA处理器；
回波信号处理设备终端，用于发送模拟雷达脉冲信号；
FPGA处理器，还用于接收模拟雷达脉冲信号，并对测速FLASH阵列进行读取数据操作，将测速回波模拟数据发送至测速D/A数模转换模块；
测速D/A数模转换模块，用于将测速回波模拟数据转换成测速模拟信号，发送至回波信号处理设备终端；
回波信号处理设备终端，还用于根据测速模拟信号得到测速测距雷达相对于面目标的速度信息；
固态存储器，还用于存储测距回波模拟数据；
CPU处理器，还用于通过通信模块发送擦除测距存储器指令到FPGA处理器；
FPGA处理器，还用于对测距FLASH阵列进行擦除操作；
CPU处理器，还用于通过通信模块发送写测距存储器指令到FPGA处理器，并通过通信模块将测距回波模拟数据发送给FPGA处理器；
FPGA处理器，还用于对测距FLASH阵列进行写入数据操作，即将测距回波模拟数据写入测距FLASH阵列；
CPU处理器，还用于通过通信模块发送面目标测距回放指令到FPGA处理器；
回波信号处理设备终端，还用于发送模拟雷达脉冲信号和距离模式控制字，其中，距离模式控制字表征测速测距雷达相对于面目标的距离所在的距离段；
FPGA处理器，还用于接收模拟雷达脉冲信号和距离模式控制字，并对测距FLASH阵列进行读取数据操作，将测距回波模拟数据发送给数据缓存模块；
数据缓存模块，用于对测距回波模拟数据进行缓存，并发送给测距D/A数模转换模块；
测距D/A数模转换模块，用于将测距回波模拟数据转换成测距模拟信号，发送至回波信号处理设备终端；
回波信号处理设备终端，还用于根据测距模拟信号得到测速测距雷达相对于面目标的距离。
2.如权利要求1所述的一种用于面目标的测速测距雷达回波模拟系统，其特征在于，所述测速D/A数模转换模块包含第一、第二和第三测速D/A数模转换器；
所述第一测速D/A数模转换器，用于将测速回波模拟数据中的测速测距雷达相对于面目标的第一方向的速度模拟数据转化为测速模拟信号中的第一测速模拟信号；
所述第二测速D/A数模转换器，用于将测速回波模拟数据中的测速测距雷达相对于面目标的第二方向的速度模拟数据转化为测速模拟信号中的第二测速模拟信号；
所述第三测速D/A数模转换器，用于将测速回波模拟数据中的测速测距雷达相对于面目标的第三方向的速度模拟数据转化为测速模拟信号中的第三测速模拟信号。
3.一种用于面目标的测速测距雷达回波模拟方法，基于权利要求1所述的一种用于面目标的测速测距雷达回波模拟系统，其特征在于，所述用于面目标的测速测距雷达回波模拟方法包括以下步骤：
步骤1，将测速测距雷达到面目标的距离从高到低分为N个距离段，测速测距雷达相对于面目标的距离位于N个距离段中的一个距离段内，其中，N为正整数；
步骤2，建立测距回波模拟数据库；所述测距回波模拟数据库包含N个测距回波模拟数据单元，依次对应于测速测距雷达到面目标的N个距离段，且每个测距回波模拟数据单元均包含Md帧测距回波模拟数据，其中，Md为正整数；
步骤3，对测速回波模拟数据和测距回波模拟数据的进行数据存储；
步骤3的具体子步骤为：
a1，将测速回波模拟数据和测距回波模拟数据拷贝到固态存储器；
a2，CPU处理器通过通信模块发送擦除测速存储器指令到FPGA处理器，FPGA处理器对测速FLASH阵列进行擦除操作；
a3，CPU处理器通过通信模块发送擦除测距存储器指令到FPGA处理器，FPGA处理器对测距FLASH阵列进行擦除操作；
a4，CPU处理器通过通信模块发送写测速存储器指令到FPGA处理器，并通过通信模块将测速回波模拟数据发送给FPGA处理器；FPGA处理器对测速FLASH阵列进行写入数据操作，即将测速回波模拟数据写入测速FLASH阵列；
a5，CPU处理器通过通信模块发送写测距存储器指令到FPGA处理器，并通过通信模块将测距回波模拟数据发送给FPGA处理器；FPGA处理器对测距FLASH阵列进行写入数据操作，即将测距回波模拟数据写入测距FLASH阵列；
步骤4，分别对测速回波模拟数据和测距回波模拟数据进行回放；
所述对测速回波模拟数据进行回放，具体包含以下子步骤：
b1，CPU处理器通过通信模块发送面目标测速回放指令到FPGA处理器；
b2，FPGA处理器接收回波信号处理设备终端发送的模拟雷达脉冲信号；
b3，FPGA处理器对测速FLASH阵列进行读取数据操作，将测速回波模拟数据发送至测速D/A数模转换模块；
b4，测速D/A数模转换模块将测速回波模拟数据转换成测速模拟信号，发送至回波信号处理设备终端；回波信号处理设备终端根据测速模拟信号得到测速测距雷达相对于面目标的速度信息；
所述对测距回波模拟数据进行回放，具体包含以下子步骤：
c1，CPU处理器通过通信模块发送面目标测距回放指令到FPGA处理器；
c2，FPGA处理器接收回波信号处理设备终端发送的模拟雷达脉冲信号和距离模式控制字，其中，距离模式控制字表征测速测距雷达相对于面目标的距离所在的距离段；
c3，FPGA处理器对测距FLASH阵列进行读取数据操作，将第sd个测距回波模拟数据单元中的Md帧测距回波模拟数据依次发送给数据缓存模块，其中，sd＝1，2，...，N；
c4，数据缓存模块对FLASH阵列的第sd个测距回波模拟数据单元中的Md帧测距回波模拟数据依次进行缓存，并发送给测距D/A数模转换模块；
c5，测距D/A数模转换模块将第sd个测距回波模拟数据单元中的第1帧至Md帧测距回波模拟数据依次转换成第1个测距模拟信号至第Md个测距模拟信号，并依次发送至回波信号处理设备终端；回波信号处理设备终端根据第1个测距模拟信号至第Md个测距模拟信号，得到第sd个测距回波模拟数据单元中的第1帧至第Md帧测距回波模拟数据对应的测速测距雷达相对于面目标的距离。
4.如权利要求3所述的一种用于面目标的测速测距雷达回波模拟方法，其特征在于，在步骤4的子步骤b1中，CPU处理器通过通信模块发送面目标测速回放指令到FPGA处理器时，CPU处理器能够在面目标测速回放指令中设定对测速模拟回波数据进行全程回放或固定帧数回放，其中，对测速模拟回波数据进行全程回放表示对测速模拟回波数据的全部帧数据依次进行回放，对测速模拟回波数据进行固定帧数回放表示对测速模拟回波数据的部分帧数据依次进行回放。
5.如权利要求3所述的一种用于面目标的测速测距雷达回波模拟方法，其特征在于，在步骤4的子步骤c1中，CPU处理器通过通信模块发送面目标测距回放指令到FPGA处理器时，CPU处理器可以在面目标测距回放指令中设定对测距模拟回波数据进行全程回放或固定帧数回放，其中，对测距模拟回波数据进行全程回放表示对测距模拟回波数据的全部帧数据依次进行回放，对测距模拟回波数据进行固定帧数回放表示对测距模拟回波数据的部分帧数据依次进行回放。
6.如权利要求3所述的一种用于面目标的测速测距雷达回波模拟方法，其特征在于，所述步骤3中，测速回波模拟数据包含测速测距雷达相对于面目标的第一方向的速度模拟数据、第二方向的速度模拟数据和第三方向的速度模拟数据；每个方向的速度模拟数据分为Is、Qs两路速度模拟数据，其中，Is路速度模拟数据表示每个方向的速度模拟数据的实部，Qs路速度模拟数据表示每个方向的速度模拟数据的虚部；
所述步骤4的子步骤b4中，测速模拟信号包含第一测速模拟信号、第二测速模拟信号和第三测速模拟信号；
测速测距雷达相对于面目标的速度信息包含测速测距雷达相对于面目标的第一方向的速度、第二方向的速度和第三方向的速度；
回波信号处理设备终端根据第一测速模拟信号得到测速测距雷达相对于面目标的第一方向的速度；
回波信号处理设备终端根据第二测速模拟信号得到测速测距雷达相对于面目标的第二方向的速度；
回波信号处理设备终端根据第三测速模拟信号得到测速测距雷达相对于面目标的第三方向的速度。
7.如权利要求3所述的一种用于面目标的测速测距雷达回波模拟方法，其特征在于，所述步骤2中，每帧测距回波模拟数据均分为Id、Qd两路距离模拟数据，其中，Id路距离模拟数据表示每帧测距回波模拟数据的实部，Qd路距离模拟数据表示每帧测距回波模拟数据的虚部。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106440973A (zh) * 2016-09-07 2017-02-22 南京理工大学 便携分布式组网火箭撬试验测速系统
CN106646408A (zh) * 2016-12-23 2017-05-10 西安电子科技大学 集回波信号采集与回放为一体的雷达回波模拟系统及方法
CN107884755A (zh) * 2017-11-07 2018-04-06 广东技术师范学院 一种为雷达测速仪提供模拟信号的方法和模拟装置
CN109839623A (zh) * 2019-02-14 2019-06-04 北京遥感设备研究所 一种地外天体着陆测量雷达面目标回波信号测距处理方法
CN116148788A (zh) * 2023-04-20 2023-05-23 成都富元辰科技有限公司 雷达信号模拟方法、装置、设备及存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4204342A (en) * 1979-01-02 1980-05-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Elevation simulation for frequency scan three dimensional radar
CN103163509A (zh) * 2013-02-03 2013-06-19 北京航空航天大学 一种基于电磁散射的高频近似法的模拟合成孔径雷达
CN104076341A (zh) * 2014-07-04 2014-10-01 西安电子科技大学 基于fpga和dsp的雷达回波实时模拟方法
CN104614713A (zh) * 2015-02-03 2015-05-13 北京航空航天大学 一种适合于艇载雷达系统的雷达回波信号模拟器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4204342A (en) * 1979-01-02 1980-05-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Elevation simulation for frequency scan three dimensional radar
CN103163509A (zh) * 2013-02-03 2013-06-19 北京航空航天大学 一种基于电磁散射的高频近似法的模拟合成孔径雷达
CN104076341A (zh) * 2014-07-04 2014-10-01 西安电子科技大学 基于fpga和dsp的雷达回波实时模拟方法
CN104614713A (zh) * 2015-02-03 2015-05-13 北京航空航天大学 一种适合于艇载雷达系统的雷达回波信号模拟器

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
梁铭禹: ""基于FPGA的面目标回波模拟器的设计"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》 *
马夏怡: ""基于PCI总线的面目标回波模拟器的设计"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106440973A (zh) * 2016-09-07 2017-02-22 南京理工大学 便携分布式组网火箭撬试验测速系统
CN106440973B (zh) * 2016-09-07 2019-05-07 南京理工大学 便携分布式组网火箭撬试验测速系统
CN106646408A (zh) * 2016-12-23 2017-05-10 西安电子科技大学 集回波信号采集与回放为一体的雷达回波模拟系统及方法
CN106646408B (zh) * 2016-12-23 2019-05-21 西安电子科技大学 集回波信号采集与回放为一体的雷达回波模拟系统及方法
CN107884755A (zh) * 2017-11-07 2018-04-06 广东技术师范学院 一种为雷达测速仪提供模拟信号的方法和模拟装置
CN107884755B (zh) * 2017-11-07 2021-06-29 广东技术师范学院 一种为雷达测速仪提供模拟信号的方法和模拟装置
CN109839623A (zh) * 2019-02-14 2019-06-04 北京遥感设备研究所 一种地外天体着陆测量雷达面目标回波信号测距处理方法
CN109839623B (zh) * 2019-02-14 2020-09-11 北京遥感设备研究所 一种地外天体着陆测量雷达面目标回波信号测距处理方法
CN116148788A (zh) * 2023-04-20 2023-05-23 成都富元辰科技有限公司 雷达信号模拟方法、装置、设备及存储介质

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