CN105891785A - 一种全相参多雷达信号产生方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全相参多雷达信号产生方法，属于雷达及电子对抗领域。本发明技术要点包括：步骤1：对多个雷达信号按照设定的优先级别由低到高排序；步骤2：计算雷达信号第K个脉冲的起始相位：根据该脉冲的前沿到达时间计算其起始相位；步骤3：计算该雷达信号第K个脉冲参数存储地址A(K)：根据该脉冲的前沿到达时间计算其参数存储地址；步骤4：将该雷达信号第K个脉冲的参数存储在存储地址为A(K)的存储空间，所述参数包括起始相位、脉冲宽度、脉冲重复周期及载频等。

Description

一种全相参多雷达信号产生方法

技术领域

本发明属于雷达及电子对抗领域，特别涉及雷达信号产生技术，用于雷达信号模拟器。

背景技术

多信号雷达信号模拟器是用于模拟真实雷达从而形成电磁环境的设备，可以产生可编程的雷达信号，形成一定的雷达信号场景，以检验电子战装备信号分选、识别等功能性能。多信号雷达信号模拟器采用时分复用方式，根据设置的多部雷达信号的到达时间、载波频率、脉冲宽度、脉冲重复周期等参数，实时计算产生多部雷达的脉冲信号，再将各部雷达脉冲信号形成交错的脉冲序列，实现多种体制、不同密集度的雷达信号场景模拟。

现有的多信号雷达信号模拟器在形成交错的脉冲序列后，用该交错的脉冲序列对基带源进行数字调制，产生中频多雷达信号，再经过上变频产生不同频段的雷达模拟信号。然而现有的多雷达信号产生方法没有考虑信号的相位特征，产生的多雷达信号各个脉冲的起始相位是相同的，不具有相参性，与真实相参雷达信号的脉冲相参特性具有一定差异。用这种方法模拟的雷达信号对现代电子战装备进行功能性能检测时，不能检测电子战接收机的脉冲相参积累特性，影响电子战装备的检测效果。

发明内容

为了解决现有多信号雷达信号模拟器输出信号不具有相参性的技术问题，本发明提出一种基于相位实时计算的全相参多雷达信号产生技术，以达到输出的多雷达信号各个脉冲间相位相参的目标。

本发明提供的一种全相参多雷达信号产生方法，包括：

步骤1：对多个雷达信号按照设定的优先级别由低到高排序；

步骤2：计算雷达信号第K个脉冲的起始相位根据该脉冲的前沿到达时间计算其起始相位；

步骤3：计算该雷达信号第K个脉冲参数存储地址A(K)：根据该脉冲的前沿到达时间计算其参数存储地址；

步骤4：将该雷达信号第K个脉冲的参数存储在存储地址为A(K)的存储空间，所述参数包括起始相位、脉冲宽度、脉冲重复周期及载频；

循环执行步骤2～4直到将第一优先级别的雷达信号的第1个脉冲、第2个脉冲、…、第M个脉冲的参数存到指定的存储空间；

以上述同样的方法步骤处理下一优先级别的雷达信号，直到将所有雷达信号的各个脉冲参数存储到指定的存储空间。

进一步，步骤2包括：计算第K个脉冲的起始相位

其中，TOA(K)为该雷达信号第K个脉冲的前沿到达时间，当K不等于1时，TOA(K)＝TOA(K-1)+PRI(K)，TOA(1)为已知，PRI(K)为第K个脉冲的脉冲重复周期；f₀为雷达基带信号频率。

进一步，所述步骤3包括：计算第K个脉冲参数存储地址A(K)：

A(K)＝int(TOA(K)％(L/2)/t)；

其中，L为设定的时间段，t为取样电路的取样时间间隔，int()为取整函数。

进一步，所述第M个脉冲的前沿到达时间小于L/2，且第M+1个脉冲的前沿到达时间大于或等于L/2；将所有雷达信号的前M个脉冲的参数存储到第一存储空间中。

进一步，将TOA(M+1)-L/2作为雷达信号的第M+1个脉冲的前沿到达时间；TOA(M+1)为该雷达信号的第M+1个脉冲的实际前沿到达时间，TOA(M+1)＝TOA(M)+PRI(M+1)；重复一次步骤2～4，将第一优先级别的雷达信号的第M+1个脉冲的参数存储在第二存储空间的指定区域；

循环执行步骤2～4直到将第一优先级别的雷达信号的第M+2个脉冲、第M+3个脉冲、…、第M+N个脉冲的参数存到第二存储空间的指定区域；

以上述同样的方法步骤处理下一优先级别的雷达信号，直到将所有雷达信号的第M+1个脉冲、第M+2个脉冲、…、第M+N个脉冲参数存储到第二存储空间的指定区域；

所述第M+N个脉冲的前沿到达时间小于L/2，且第M+N+1个脉冲的前沿到达时间大于或等于L/2；

当在计算第二存储空间的数据时，取样电路按照取样时间间隔t将第一存储空间的数据读出；第一存储空间与第二存储空间交替存储与读取，形成乒乓存储结构。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明提出的基于相位实时计算的全相参多雷达信号产生方法，由于每一个脉冲的起始相位都是依据其到达时间TOA实时计算产生的，多部雷达信号的各个脉冲间具有确定的相位相参关系。现代电子战接收机采用相参积累处理方法以提高信噪比，接收相参信号时信噪比可提高N倍(N为积累脉冲数)，而接收非相参信号时，信噪比仅可提高倍。用本发明方法模拟产生的雷达信号可检测电子战接收机的脉冲相参积累特性。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为本发明方法总流程图。

图2为本发明方法中将某一脉冲参数存储到指定存储空间的流程图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

多信号雷达信号模拟机可产生多路雷达信号，根据用户需要对各路雷达信号设定优先级。

本发明步骤包括：

步骤1：对多个雷达信号按照设定的优先级别由低到高排序；

步骤2：计算雷达信号第K个脉冲的起始相位根据该脉冲的前沿到达时间计算其起始相位；

步骤3：计算该雷达信号第K个脉冲参数存储地址A(K)：根据该脉冲的前沿到达时间计算其参数存储地址；

步骤4：将该雷达信号第K个脉冲的参数存储在存储地址为A(K)的存储空间，所述参数包括起始相位、脉冲宽度、脉冲重复周期及载频；

循环执行步骤2～4直到将第一优先级别的雷达信号的第1个脉冲、第2个脉冲、…、第M个脉冲的参数存到指定的存储空间。

以上述同样的方法步骤处理下一个雷达信号，直到将所有雷达信号的各个脉冲参数存储到指定的存储空间。

由于各个雷达信号脉冲前沿到达时间是不同的，按照本发明方法计算出来的脉冲起始相位与该脉冲前沿到达时间相关联，因此各个脉冲具有相参性。本发明方法将各个脉冲参数根据其前沿到达时间的顺序进行存储，便于取样电路顺序读取。

将脉冲信号起始相位与其前沿到达时间相关联的方式有多种，本发明采用的一种优选方式是，计算利用公式计算第K个脉冲的起始相位％为取模运算符。

其中，TOA(K)为该雷达信号的第K个脉冲前沿到达时间，TOA(1)为已知，PRI(K)为第K个脉冲的脉冲重复周期，每个脉冲信号的PRI(K)是已知的，因此当K不等于1时，其前沿达到时间可以由TOA(K)＝TOA(K-1)+PRI(K)计算出来。

f₀为雷达基带信号频率，也是已知参数。

将脉冲信号起始相位与其参数存储地址关联的方式也可以有多种，其中一个优选的方式是，利用公式A(K)＝int(TOA(K)％(L/2)/t)计算第K个脉冲参数存储地址A(K)。

其中，L为设定的时间段，t为取样电路的取样时间间隔，int()为取整函数，具体为取括号内容的整数部分。

如果不考虑节省存储资源，可以按照上述方法无限制的处理各个雷达信号的脉冲，将其参数无限制的进行存储。

实际应用中，这是不切实际的做法。因此，有必要对存储方式进行改进以适应实际应用。

参见图1，其展示的是本发明方法的一个主流程图。

具体是，按照优先级别对各雷达信号进行排序。

然后按照前述方法步骤依次处理第一优选级别的雷达信号的第1～M个脉冲，第二优先级别的雷达信号的第1～M个脉冲，直到处理完雷达信号模拟机各路雷达信号的第1～M个脉冲。并将处理结果存储到第一片存储器中。

所述第M个脉冲的前沿到达时间小于L/2，且第M+1个脉冲的前沿到达时间大于或等于L/2。

然后，将TOA(M+1)-L/2(图2中的a取1，随着处理的脉冲越多，a还可能取3、4等)作为雷达信号的第M+1个脉冲的前沿到达时间；TOA(M+1)为该雷达信号的第M+1个脉冲的实际前沿到达时间，TOA(M+1)＝TOA(M)+PRI(M+1)；重复一次前述步骤2～4，将第一优先级别的雷达信号的第M+1个脉冲的参数存储在第二存储空间的指定区域。

再以TOA(M+2)-L/2作为雷达信号的第M+2个脉冲的前沿到达时间；TOA(M+2)＝TOA(M+1)+PRI(M+2)；重复一次前述步骤2～4，将第一优先级别的雷达信号的第M+2个脉冲的参数存储在第二存储空间的指定区域。

如此循环直到将第一优先级别的雷达信号的第M+3个脉冲、第M+4个脉冲、…、第M+N个脉冲的参数存到第二存储空间的指定区域。

以上述同样的方法步骤处理第二优先级的雷达信号，直到将所有雷达信号的第M+1个脉冲、第M+2个脉冲、…、第M+N个脉冲参数存储到第二存储空间的指定区域。

所述第M+N个脉冲的前沿到达时间小于L/2，且第M+N+1个脉冲的前沿到达时间大于或等于L/2。

当在计算第二存储空间的数据时，取样电路按照取样时间间隔t将第一存储空间的数据读出；控制好时间间隔t，当后续脉冲继续到来时，第一片存储器中的数据已经被读出，此时将对后续脉冲的处理结果存储到第一片存储器中，当第一片存储器再次被存满时，第二片存储器的内容已经读出，将再后来的脉冲的处理结果存储到第二片存储器中。第一片存储器与第二片存储其交替存储与读取，形成乒乓存储结构。大大提高了数据处理效率。

接下来再结合更加具体的实例，对本发明原理进行进一步描述：

假设雷达信号模拟机输出的信号由两个雷达信号组成，雷达信号2优先级高于雷达信号1，雷达信号中频f₀＝300MHz，时间间隔L＝20ms，取样间隔t＝20ns。

信号1：脉冲宽度PW＝2us，脉冲重复周期PRI＝9us，脉冲前沿到达时间TOA(1)＝2us，载频RF＝2000MHz。

信号2：脉冲宽度PW＝1us，脉冲重复周期PRI＝8us，脉冲到达时间TOA(1)＝5us，载频RF＝3000MHz。

本发明方法的具体实施过程如下：

1、对多部雷达信号按优先级别由低到高排序：信号2优先级高于信号1，那么先计算并存储信号1在10ms时间内的雷达参数。

2、读取信号1第1个脉冲的前沿到达时间TOA(1)＝2us。

3、计算信号1第1个脉冲的起始相位：

4、计算信号1第1个脉冲在第一个10ms时间段对应的存储地址：

A＝int(TOA(1)％(L/2)/t)

＝int(2us％10ms/20ns)

＝100。

5、在地址A＝100存储信号1第1个脉冲的雷达参数：

PW(1)＝2us、PRI(1)＝9us、RF(1)＝2000MHz。

6、重复步骤2～5，逐脉冲计算并存储信号1的雷达参数，直到第M+1个脉冲到达时间TOA(M+1)＞10ms，停止计算信号1的雷达参数。

7、读取信号2第1个脉冲的前沿到达时间TOA(1)＝5us。

8、计算信号2第1个脉冲的起始相位：

9、计算信号2第1个脉冲在第一个10ms时间段对应的存储地址：

A＝int(TOA(1)％(L/2)/t)

＝int(5us％10ms/20ns)

＝250。

10、在地址A＝250存储信号2第1个脉冲的雷达参数：

PW(1)＝1us、PRI(1)＝8us、RF(1)＝3000MHz。

11、重复步骤7～10，逐脉冲计算并存储信号2的雷达参数，直到第M+1个脉冲到达时间TOA(M+1)＞10ms，停止计算信号2的雷达参数。至此，已经计算并存储了第一个10ms对应的存储单元内的两部雷达的雷达参数。

12、计算并存储第二个10ms对应的存储单元内的两部雷达的雷达参数，与此同时，时序电路按取样间隔20ns读取上半区存储单元内的雷达参数。并将作为基带DDS的起始相位控制参数，f₀作为基带DDS的频率控制参数，RF(K)作为射频电路变频码，PW(K)和PRI(K)计数产生DDS的调制脉冲。

13、时序电路读取前一存储单元内的数据时时，DSP按照前述步骤计算并存储本存储单元；时序电路读取本存储单元时，DSP计算并存储前一存储单元。如此循环往复，就形成了基于相位实时计算的全相参多雷达信号。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (5)

1.一种全相参多雷达信号产生方法，其特征在于，包括：

步骤1：对多个雷达信号按照设定的优先级别由低到高排序；

步骤2：计算雷达信号第K个脉冲的起始相位根据该脉冲的前沿到达时间计算其起始相位；

步骤3：计算雷达信号第K个脉冲参数存储地址A(K)：根据该脉冲的前沿到达时间计算其参数存储地址；

步骤4：将所述雷达信号第K个脉冲的参数存储在存储地址为A(K)的存储空间，所述参数包括起始相位、脉冲宽度、脉冲重复周期及载频；

循环执行步骤2～4直到将第一优先级别的雷达信号的第1个脉冲、第2个脉冲、…、第M个脉冲的参数存到指定的存储空间；

以上述同样的方法步骤处理下一优先级别的雷达信号，直到将所有雷达信号的各个脉冲参数存储到指定的存储空间。

2.根据权利要求1所述的一种全相参多雷达信号产生方法，其特征在于，

步骤2包括：计算第K个脉冲的起始相位

其中，TOA(K)为该雷达信号的第K个脉冲的前沿到达时间，当K不等于1时，TOA(K)＝TOA(K-1)+PRI(K)，TOA(1)为已知，PRI(K)为第K个脉冲的脉冲重复周期；f₀为雷达基带信号频率。

3.根据权利要求2所述的一种全相参多雷达信号产生方法，其特征在于，

所述步骤3包括：

计算雷达信号第K个脉冲参数存储地址A(K)：

A(K)＝int(TOA(K)％(L/2)/t)；

其中，L为设定的时间段，t为取样电路的取样时间间隔，int()为取整函数。

4.根据权利要求3所述的一种全相参多雷达信号产生方法，其特征在于，

所述第M个脉冲的前沿到达时间小于L/2，且第M+1个脉冲的前沿到达时间大于或等于L/2；

将所有雷达信号的前M个脉冲的参数存储到第一存储空间中。

5.根据权利要求4所述的一种全相参多雷达信号产生方法，其特征在于，

将TOA(M+1)-L/2作为雷达信号的第M+1个脉冲的前沿到达时间；TOA(M+1)为该雷达信号的第M+1个脉冲的实际前沿到达时间TOA(M+1)＝TOA(M)+PRI(M+1)；重复一次步骤2～4，将第一优先级别的雷达信号的第M+1个脉冲的参数存储在第二存储空间的指定区域；

循环执行步骤2～4直到将第一优先级别的雷达信号的第M+2个脉冲、第M+3个脉冲、…、第M+N个脉冲的参数存到第二存储空间的指定区域；

以上述同样的方法步骤处理下一优先级别的雷达信号，直到将所有雷达信号的第M+1个脉冲、第M+2个脉冲、…、第M+N个脉冲参数存储到第二存储空间的指定区域；

所述第M+N个脉冲的前沿到达时间小于L/2，且第M+N+1个脉冲的前沿到达时间大于或等于L/2；

当在计算第二存储空间的数据时，取样电路按照取样时间间隔t将第一存储空间的数据读出；第一存储空间与第二存储空间交替存储与读取，形成乒乓存储结构。