CN107728126B - 基于多任务模板的相控阵雷达信号模拟方法 - Google Patents

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

基于多任务模板的相控阵雷达信号模拟方法

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 (1)

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；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。