CN107728126A - 基于多任务模板的相控阵雷达信号模拟方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于多任务模板的相控阵雷达信号模拟方法,以建立多任务模板文件的方式,以“节拍”为基本单位编辑参数,通过对多个“节拍”的排列组合,模拟相控阵雷达的工作特性。这种模拟方法简单、灵活且能够逼真的模拟相控阵雷达信号的特点,且适应性强,在相控阵雷达信号模拟方面具有较高的实用价值。
Description
技术领域
本发明属于雷达信号模拟技术,具体涉及一种基于任务模板编辑的雷达信号产生方法。
背景技术
在雷达侦察设备的半实物仿真试验过程中,雷达信号模拟器是不可缺少的设备,其模拟产生各种样式的雷达信号,广泛应用于雷达侦察设备的测试和试验中。
常规的雷达信号模拟器大致分为两类:一类是利用直接数字合成技术,由计算机或DSP进行信号脉冲流的排序,计算得到脉冲描述字(PDW),再通过FPGA+D/A或DDS器件生成信号。优点是针对性强、效果可靠。缺点是研制周期较长,且受技术水平的限制,通用性较差,
另一类是基于虚拟仪器的实现,即通过专门的图形化设计软件控制仪器产生各类信号。如:KeySight SystemVue 、Matlab等,生成雷达信号的波形数据,采用计算机仿真技术来模拟战场环境中雷达信号环境,该方法以数学模型为基础,优点是可以任意设置实验场景,试验效率高,成本低;缺点是数字仿真的置信度较低。
这两种方法均是对不同雷达的信号级模拟,在脉冲描述字计算时未考虑相控阵雷达工作时,雷达信号与波束指向角的同步变化,而这些规律恰恰是相控阵雷达不同于其他雷达最显著的特征。应此在对雷达侦察设备的半实物仿真试验时,不能为其特供真实的信号环境,导致考核结果存疑。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于多任务模板编辑的信号模拟方法,通过设计多任务任务模板,以节拍为单位,建立模拟信号与波束扫描角的对应关系,解决常规方法无法逼真模拟相控阵雷达信号特征的问题
实现本发明目的的技术解决方案为:一种基于多任务模板的相控阵雷达模拟信号实现方法,方法步骤如下:
步骤一、根据待生成的雷达信号样式,设置雷达参数,获得相控阵雷达模拟信号。
步骤二、确定多任务模板内节拍的时间长度:
节拍的时间长度通过直接设置时间长度得到,或通过脉冲个数×重频周期计算得到。
步骤三、确定多任务模板的类型和波束扫描的范围:
确定多任务模板的类型,通常与所模拟的相控阵雷达工作方式相对应,并按照试验需求设置雷达波束扫描的角度范围。
步骤四、为各节拍对应指定步骤一中的相控阵雷达模拟信号。
步骤五、按照相控阵雷达各种工作方式的特性,进行节拍的排列组合,为组合后的节拍组对应指定任务模板,并分别对各节拍扫描角进行赋值,得到新的多任务模板。
步骤六、将步骤五中得到的多任务模板下载到信号模拟器内,由信号模拟器完成多任务模板的解析,控制信号源和相控阵天线,以节拍为单位更新参数释放雷达模拟信号。
本发明与现有技术相比,其显著优点为:
(1)信号参数开放可设,可适应不同相控阵雷达进行模拟的要求。
(2)通过节拍时间长度模拟相控阵雷达的波束驻留时间,时间灵活可设。
(3)按照节拍时间长度更新雷达信号和波束指向角,可逼真模拟相控阵雷达信号和波束扫描的变化规律。
(4) 针对不同的雷达工作方式,对多任务模板设计时兼顾信号和波束扫描的特征。
(5)与实际雷达的功能接口兼容,通过适当修改即可与相控阵雷达的分系统实现互联,可以避免重复建设,节省成本。
附图说明
图1为本发明基于多任务模板的相控阵雷达模拟信号实现方法流程图。
图2为本发明节拍内部结构示意图。
图3为本发明的相控阵雷达多任务模板示例。
具体实施方式
结合图1,本发明为一种基于多任务模板的相控阵雷达模拟信号实现方法,采用了多任务模板设计+信号模拟源结合的信号生成方式,方法步骤如下:
步骤一、根据待生成的雷达信号样式,设置雷达参数,获得相控阵雷达模拟信号;
设置雷达参数时,先确定雷达参信号样式,根据雷达参信号样式选择载频、重复周期、脉冲宽度、频率捷变类型、频率捷变规律、捷变频带宽、脉内线性调频信号特征参数、脉内相位编码信号特征参数和首脉冲到达时间中的一个或多个。
步骤二、确定多任务模板内节拍的时间长度:
节拍是模板基本的时间单位,可等效为相控阵雷达在每个波位的驻留时间,节拍时间可直接设置,也可通过设置脉冲个数来间接确定时间,此时节拍=脉冲个数×重频周期。节拍确定后,即确定了脉冲描述字更新的时间间隔。
步骤三、确定多任务模板的类型和波束扫描的范围:
确定模板文件的类型(通常与所模拟的相控阵雷达工作方式相对应,例如类型可为RWS、TWS、STT等),并按照试验需求设置雷达波束扫描的角度范围。
步骤四、为各节拍对应指定步骤一中的相控阵雷达模拟信号;
步骤五、按照相控阵雷达各种工作方式的特性,进行节拍的排列组合,为组合后的节拍组对应指定任务模板,并分别对各节拍扫描角进行赋值,得到新的多任务模板;
步骤六、将步骤五中得到的多任务模板下载到信号模拟器内,由信号模拟器完成多任务模板的解析,控制信号源和相控阵天线,以节拍为单位更新参数释放雷达模拟信号。
实施例1
结合图1,一种基于多任务模板的相控阵雷达模拟信号实现方法,方法步骤如下:
步骤一、根据待生成的雷达信号样式设置雷达参数,设置参数如下
设置雷达信号样式1为常规脉冲信号,工作频率f=2.5GHz,重频周期=7us,脉冲宽度=1us,脉冲个数=1024。
雷达信号样式2为常规脉冲信号,工作频率f=2.5GHz,重频周期=13us,脉冲宽度=1us,脉冲个数=256。
雷达信号样式3为脉内线性调频信号,工作频率f=2.5GHz,重频周期=13us,脉冲宽度=1us,调频带宽=200KHz,脉冲个数=256。
步骤二、确定多任务模板内节拍的时间长度:
节拍1时间长度=重频周期(7us)×脉冲个数(1024)=7168us
节拍2时间长度=重频周期(13us)×脉冲个数(256)=3328us
节拍3时间长度=重频周期(13us)×脉冲个数(256)=3328us。
步骤三、确定多任务模板的类型和波束扫描的范围:
确定RWS和STT两种多任务模板,设置扫描区域为方位-30°~30°,俯仰-5°~5°。
步骤四、为各节拍对应指定步骤一中的相控阵雷达模拟信号,如图2所示。
步骤五、按照相控阵雷达RWS和STT两种工作模式的特性,进行节拍的排列组合,并分别对各节拍扫描角进行赋值,得到RWS和STT两种多任务模板,如图2和图3所示。
步骤六、将步骤五中得到的多任务模板下载到信号模拟器内,由信号模拟器完成多任务模板的解析,控制信号源和相控阵天线,以节拍为单位更新参数释放雷达模拟信号。
本发明所述的基于多任务模板的相控阵雷达模拟信号实现方法,有效解决了“雷达信号模拟器”动态模拟能力不足的问题,对雷达侦察设备的研制、试验及考核都具有较高的实用价值。采用本发明产生的相控阵雷达信号模拟器,在当前的一些内外场试验中得到了验证,取得了良好的试验效果。
Claims (2)
1.一种基于多任务模板的相控阵雷达模拟信号实现方法,其特征在于,方法步骤如下:
步骤一、根据待生成的雷达信号样式,设置雷达参数,获得相控阵雷达模拟信号;
步骤二、确定多任务模板内节拍的时间长度:
节拍通过直接设置时间得到,或通过脉冲个数×重频周期计算得到;
步骤三、确定多任务模板的类型和波束扫描的范围:
确定多任务模板的类型,与所模拟的相控阵雷达工作方式相对应,并按照试验需求设置雷达波束扫描的角度范围;
步骤四、为各节拍对应指定步骤一中的相控阵雷达模拟信号;
步骤五、按照相控阵雷达各种工作方式的特性,进行节拍的排列组合,为组合后的节拍组对应指定任务模板,并分别对各节拍扫描角进行赋值,得到新的多任务模板;
步骤六、将步骤五中得到的多任务模板下载到信号模拟器内,由信号模拟器完成多任务模板的解析,控制信号源和相控阵天线,以节拍为单位更新参数释放雷达模拟信号。
2.根据权利要求1所述的基于多任务模板的相控阵雷达模拟信号方法,其特征在于:上述步骤一中,设置雷达参数时,先确定雷达参信号样式,根据雷达参信号样式选择载频、重复周期、脉冲宽度、频率捷变类型、频率捷变规律、捷变频带宽、脉内线性调频信号特征参数、脉内相位编码信号特征参数和首脉冲到达时间中的一个或多个。
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