CN108008362A - 一种中频雷达目标回波及干扰产生模块 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种中频雷达目标回波及干扰产生模块，包括FPGA、数/模转换器、模/数转换器、存储单元；FPGA中设置有参数实时解算单元、目标通道数字储频单元、干扰通道数字储频单元、目标通道数字变频单元、干扰通道数字变频单元、目标技术产生器单元和干扰技术产生器单元；参数实时解算单元对战情参数进行参数解算，生成目标距离、目标速度参数，同时生成相参干扰的距离、相参干扰的速度参数以及噪声干扰的样式参数；目标技术产生器单元将目标距离参数转换成延时时间，将目标速度参数转换成多普勒频率；干扰技术产生器单元将相参干扰的距离参数转换成延时时间，将相参干扰的速度参数转换成多普勒频率。本发明集成度高、控制灵活、体积小、重量轻、结构简单。

Description

一种中频雷达目标回波及干扰产生模块

技术领域

本发明涉及雷达及电子战模拟仿真技术领域，具体涉及一种中频雷达目标回波及干扰产生模块。

背景技术

雷达干扰模拟器作为检验雷达抗干扰能力和训练雷达操作手操作技能的试验装备，在现实中有着越来越广泛的运用。在现有雷达干扰模拟器中，多普勒调制模块是独立的微波模块，其它部分均为独立的电路板，各模块之间通过背板连接。这种设计使各部分功能相对简单，设计上容易实现。但是，缺点也很明显，由于采用板间传输，受传输速率的限制，控制灵活程度不够。多普勒频率通过混频的方式叠加，需要单独的多普勒调制模块。最终使得电路板数量多，重量、体积和成本都不好控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中频雷达目标回波及干扰产生模块，集成度高、控制灵活、体积小、重量轻、结构简单。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种中频雷达目标回波及干扰产生模块，包括FPGA、数/模转换器、模/数转换器、存储单元；FPGA是中设置有参数实时解算单元、目标通道数字储频单元、干扰通道数字储频单元、目标通道数字变频单元、干扰通道数字变频单元、目标技术产生器单元和干扰技术产生器单元；参数实时解算单元对来自主控设备的战情参数进行参数解算，生成目标距离、目标速度参数，同时生成相参干扰的距离、相参干扰的速度参数以及噪声干扰的样式参数，并将目标距离、目标速度参数送目标技术产生器单元，将相参干扰的距离、相参干扰的速度参数以及噪声干扰的样式参数送干扰技术产生器单元；目标通道数字储频单元根据接收的雷达脉冲同步信号将模/数转换器采样产生的数字中频信号送存储单元进行存储；另外，目标通道数字储频单元接收目标技术产生器单元产生的触发信号，根据触发信号将存储在存储单元中的数字中频信号读出并送目标通道数字变频单元；干扰通道数字储频单元根据接收的雷达脉冲同步信号将模/数转换器采样产生的数字中频信号送存储单元进行存储；另外，干扰通道数字储频单元接收干扰技术产生器单元产生的触发信号，根据触发信号将存储在存储单元中的数字中频信号读出并送干扰通道数字变频单元；目标通道数字变频单元接收目标通道数字储频单元送来的数字中频信号，并根据目标技术产生器单元送来的多普勒频率值，对数字中频信号进行数字上下变频，叠加多普勒频率后将产生的数字信号送目标通道中的数/模转换器产生中频雷达目标回波信号；干扰通道数字变频单元在相参干扰模拟时，接收干扰通道数字储频单元送来的数字中频信号，并根据干扰技术产生器单元送来的多普勒频率值，对数字中频信号进行数字上下变频，叠加多普勒频率后将产生的数字信号送干扰通道中的数/模转换器产生中频相参干扰信号；干扰通道数字变频单元在噪声干扰模拟时，接收干扰技术产生器单元送来的噪声频率值，产生数字噪声信号送干扰通道中的数/模模/数转换器产生中频噪声干扰信号；目标技术产生器单元接收参数实时解算单元送出的目标距离、目标速度参数，将目标距离参数转换成延时时间，将目标速度参数转换成多普勒频率；目标技术产生器单元在接收到雷达脉冲同步信号时复位目标延时定时器并开始计数，当目标延时定时器的数值和延时时间相等时，产生触发信号送目标通道数字储频单元，同时将多普勒频率值送目标通道数字变频单元；干扰技术产生器单元接收参数实时解算单元送出的相参干扰的距离、相参干扰的速度参数后，将相参干扰的距离参数转换成延时时间，将相参干扰的速度参数转换成多普勒频率；干扰技术产生器单元在接收到雷达脉冲同步信号时复位相参干扰延时定时器并开始计数，当相参干扰延时定时器的数值和延时时间相等时，产生触发信号送干扰通道数字储频单元，同时将多普勒频率值送干扰通道数字变频单元；干扰技术产生器单元接收参数实时解算单元送出的噪声干扰的样式参数后，根据干扰样式产生噪声频率，送干扰通道数字变频单元。

进一步，所述中频雷达目标回波及干扰产生模块还包括时钟分配模块，时钟分配模块接收外部提供的系统时钟信号，对时钟信号进行分频、倍频处理，产生其他模块或单元所需的时钟信号。

进一步，所述中频雷达目标回波及干扰产生模块还包括电源模块，电源模块将外部电源提供的电压信号转换成产生其他模块或单元所需的电压信号。

进一步，所述中频雷达目标回波及干扰产生模块还包括接插件，接插件作为所述中频雷达目标回波及干扰产生模块与外部进行通讯的接口。

进一步，所述中频雷达目标回波及干扰产生模块对目标模拟的流程为：

参数实时解算单元接收来自主控设备的战情参数进行参数解算，将产生的目标距离、目标速度参数送目标技术产生器单元；

目标技术产生器单元将目标距离参数转换成延时时间，将目标速度参数转换成多普勒频率；目标技术产生器单元在接收到雷达脉冲同步信号时复位目标延时定时器并开始计数，当目标延时定时器的数值和延时时间相等时，产生触发信号送目标通道数字储频单元，同时将多普勒频率值送目标通道数字变频单元；

目标通道数字储频单元根据雷达脉冲同步信号将模/数转换器采样产生的数字中频信号送存储单元进行存储，并在接收到目标技术产生器单元产生的触发信号时，将存储在存储单元中的数字中频信号读出送目标通道数字变频单元；

目标通道数字变频单元根据目标技术产生器送来的多普勒频率值，对目标通道数字储频单元送来数字中频信号进行数字上下变频，叠加多普勒频率后将产生的数字信号送目标通道中的数/模转换器产生中频雷达目标回波信号。

进一步，所述中频雷达目标回波及干扰产生模块对相参干扰模拟的流程为：

参数实时解算单元接收来自主控的战情参数进行参数解算，产生的相参干扰的距离、相参干扰的速度参数送干扰技术产生器单元；

干扰技术产生器单元将相参干扰的距离参数转换成延时时间，将相参干扰的速度参数转换成多普勒频率；干扰技术产生器单元在接收到雷达脉冲同步信号时复位相参干扰延时定时器并开始计数，当相参干扰延时定时器的数值和延时时间相等时，产生触发信号送干扰通道数字储频单元，同时将多普勒频率值送干扰通道数字变频单元；

干扰通道数字储频单元根据雷达脉冲同步信号将模/数转换器采样产生的数字中频信号送存储单元进行存储，在接收到干扰技术产生器单元产生的触发信号时，将存储在存储单元中的数字中频信号读出送干扰通道数字变频单元；

干扰通道数字变频单元根据目标技术产生器送来的多普勒频率值，对干扰通道数字储频单元送来数字中频信号进行数字上下变频，叠加多普勒频率后将产生的数字信号送干扰通道中的数/模转换器产生中频相参干扰信号。

进一步，所述中频雷达目标回波及干扰产生模块对噪声干扰模拟的程为：

参数实时解算单元接收的来自主控的战情参数进行参数解算，将产生的噪声干扰的样式参数送干扰技术产生器单元；

干扰技术产生器单元根据干扰样式产生噪声频率，送干扰通道数字变频单元；

干扰通道数字变频单元接收干扰技术产生器单元送来的噪声频率值，产生数字噪声信号送干扰通道中的数/模转换器产生中频噪声干扰信号。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于，

(1)集成度高：将原来的电路板和模块实现的功能对应到FPGA内部相应的软件单元，由一片FPGA实现了全部的功能，极大的提高了模块的集成度；

(2)电路简单：本发明硬件电路的复杂程度只相当于现有技术中一块电路板的复杂程度。

(3)目标和干扰可同时模拟：本发明在一个通道进行中频雷达目标回波模拟的同时，可在另一通道进行相参干扰或者噪声干扰的模拟。

附图说明

图1是本发明中频雷达目标回波及干扰产生模块的电路框图。

图2是目标模拟的工作流程图。

图3是相参干扰模拟的工作流程图。

图4是噪声模拟的工作流程图。

具体实施方式

容易理解，依据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神的情况下，本领域的一般技术人员可以想象出本发明中频雷达目标回波及干扰产生模块的多种实施方式。因此，以下具体实施方式和附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限制或限定。

如图1所示，中频雷达目标回波及干扰产生模块，是一块由一片FPGA、一片ADC(模/数转换器)、两片DAC(数/模转换器)、一簇QDR(存储单元)、时钟分配模块、电源模块和接插件构成的电路板。

FPGA是中频雷达目标回波及干扰产生模块的控制核心。通过编写FPGA程序由数字方式实现参数实时解算单元、目标通道数字储频单元、干扰通道数字储频单元、目标通道数字变频单元、干扰通道数字变频单元、目标技术产生器单元和干扰技术产生器单元。

参数实时解算单元对通过接插件接收的来自主控设备的战情参数进行参数解算，生成目标距离、目标速度等参数，同时生成相参干扰的距离、相参干扰的速度以及噪声干扰的样式等参数，并将目标距离、目标速度参数送目标技术产生器单元，将相参干扰的距离、相参干扰的速度以及噪声干扰的样式参数送干扰技术产生器单元。

目标通道数字储频单元根据通过接插件接收的雷达脉冲同步信号将ADC采样产生的数字中频信号送存储单元进行存储；另外，目标通道数字储频单元接收目标技术产生器单元产生的触发信号，根据触发信号将存储在存储单元中的数字中频信号读出并送目标通道数字变频单元。

干扰通道数字储频单元根据通过接插件接收的雷达脉冲同步信号将ADC采样产生的数字中频信号送存储单元进行存储；另外，干扰通道数字储频单元接收干扰技术产生器单元产生的触发信号，根据触发信号将存储在存储单元中的数字中频信号读出并送干扰通道数字变频单元。

目标通道数字变频单元接收目标通道数字储频单元送来的数字中频信号，并根据目标技术产生器单元送来的多普勒频率值，对数字中频信号进行数字上下变频，叠加多普勒频率后，将产生的数字信号送目标通道中的DAC产生中频雷达目标回波信号。

干扰通道数字变频单元在相参干扰模拟时，接收干扰通道数字储频单元送来的数字中频信号，并根据干扰技术产生器单元送来的多普勒频率值，对数字中频信号进行数字上下变频，叠加多普勒频率后，将产生的数字信号送干扰通道中的DAC产生中频相参干扰信号。干扰通道数字变频单元在噪声干扰模拟时，接收干扰技术产生器单元送来的噪声频率值，产生数字噪声信号送干扰通道中的DAC产生中频噪声干扰信号。

目标技术产生器单元接收参数实时解算单元送出的目标距离、目标速度参数，将距离参数转换成延时时间，将速度参数转换成多普勒频率；目标技术产生器单元在接收到接插件传输的雷达脉冲同步信号时复位目标延时定时器并开始计数，当目标延时定时器的数值和延时时间相等时，产生触发信号送目标通道数字储频单元，同时将多普勒频率值送目标通道数字变频单元。

干扰技术产生器单元接收参数实时解算单元送出的相参干扰的距离、相参干扰的速度参数，将距离参数转换成延时时间，将速度参数转换成多普勒频率；干扰技术产生器单元在接收到接插件传输的雷达脉冲同步信号时复位相参干扰延时定时器并开始计数，当相参干扰延时定时器的数值和延时时间相等时，产生触发信号送干扰通道数字储频单元，同时将多普勒频率值送干扰通道数字变频单元。干扰技术产生器单元接收参数实时解算单元送出的噪声干扰的样式参数，根据干扰样式产生噪声频率，送干扰通道数字变频单元。

ADC的功能是对外部输入的中频模拟信号进行采样和模/数转换，生成数字中频信号并将转换结果发送给FPGA。

DAC的功能是数/模转换，在中频雷达目标回波及干扰产生模块中有两片DAC。其中一片在目标通道中用作目标模拟，另一片在干扰通道中用作干扰模拟。

QDR的功能是对ADC采样产生数字信号进行存储和恢复。FPGA在接收到ADC送来的数字中频信号后将数据转发给QDR，由QDR进行缓存。在中频雷达目标回波及干扰产生模块进行目标和相参干扰模拟时，FPGA从QDR中将ADC采样产生数字信号取出，进行延时和多普勒调制产生中频目标和相参干扰信号。

时钟分配模块的功能是接收外部提供的系统时钟信号，对时钟信号进行分频、倍频处理，产生ADC、DAC和FPGA芯片所需的时钟信号。

电源模块的作用是将外部电源提供的电压信号转换成板载芯片所需的不同大小的电压的信号，保证电路板正常工作。

接插件是中频雷达目标回波及干扰产生模块与外部通讯的接口，中频雷达目标回波及干扰产生模块需要接收的战情参数和雷达脉冲同步信号都是通过接插件进行传输。

如图2所示，目标模拟时的工作流程为：

过程1，参数实时解算单元接收来自主控设备的战情参数进行参数解算，产生的目标距离、目标速度参数送目标技术产生器单元。

过程2，目标技术产生器单元将距离参数转换成延时时间，速度参数转换成多普勒频率。在接收到雷达脉冲同步信号时复位目标延时定时器并开始计数。当目标延时定时器的数值和延时时间相等时，产生触发信号送目标通道数字储频单元，同时将多普勒频率值送目标通道数字变频单元。

过程3，目标通道数字储频单元根据雷达脉冲同步信号将ADC采样产生的数字中频信号送存储单元进行存储。在接收到目标技术产生器单元产生的触发信号时，将存储在存储单元中的数字中频信号读出送目标通道数字变频单元。

过程4，目标通道数字变频单元根据目标技术产生器送来的多普勒频率值，对目标通道数字储频单元送来数字中频信号进行数字上下变频叠加多普勒频率后，将产生的数字信号送目标通道DAC产生中频雷达目标回波信号。

如图3所示，相参干扰模拟时的工作流程为：

过程1，参数实时解算单元接收来自主控的战情参数进行参数解算，产生的相参干扰的距离、相参干扰的速度参数送干扰技术产生器单元。

过程2，干扰技术产生器单元将距离参数转换成延时时间，速度参数转换成多普勒频率。在接收到雷达脉冲同步信号时复位相参干扰延时定时器并开始计数。当相参干扰延时定时器的数值和延时时间相等时，产生触发信号送干扰通道数字储频单元，同时将多普勒频率值送干扰通道数字变频单元。

过程3，干扰通道数字储频单元根据雷达脉冲同步信号将ADC采样产生的数字中频信号送存储单元进行存储。在接收到干扰技术产生器单元产生的触发信号时，将存储在存储单元中的数字中频信号读出送干扰通道数字变频单元。

过程4，干扰通道数字变频单元根据目标技术产生器送来的多普勒频率值，对干扰通道数字储频单元送来数字中频信号进行数字上下变频叠加多普勒频率后，将产生的数字信号送干扰通道DAC产生中频相参干扰信号。

如图4所示，噪声干扰模拟时的工作流程为：

过程1，参数实时解算单元接收的来自主控的战情参数进行参数解算，产生的噪声干扰的样式参数送干扰技术产生器单元。

过程2，干扰技术产生器单元根据干扰样式产生噪声频率，送干扰通道数字变频单元。

过程3，干扰通道数字变频单元接收干扰技术产生器单元送来的噪声频率值，产生数字噪声信号送干扰通道DAC产生中频噪声干扰信号。

Claims (7)

1.一种中频雷达目标回波及干扰产生模块，其特征在于，包括FPGA、数/模转换器、模/数转换器、存储单元；

FPGA是中设置有参数实时解算单元、目标通道数字储频单元、干扰通道数字储频单元、目标通道数字变频单元、干扰通道数字变频单元、目标技术产生器单元和干扰技术产生器单元；

参数实时解算单元对来自主控设备的战情参数进行参数解算，生成目标距离、目标速度参数，同时生成相参干扰的距离、相参干扰的速度参数以及噪声干扰的样式参数，并将目标距离、目标速度参数送目标技术产生器单元，将相参干扰的距离、相参干扰的速度参数以及噪声干扰的样式参数送干扰技术产生器单元；

目标通道数字储频单元根据接收的雷达脉冲同步信号将模/数转换器采样产生的数字中频信号送存储单元进行存储；另外，目标通道数字储频单元接收目标技术产生器单元产生的触发信号，根据触发信号将存储在存储单元中的数字中频信号读出并送目标通道数字变频单元；

干扰通道数字储频单元根据接收的雷达脉冲同步信号将模/数转换器采样产生的数字中频信号送存储单元进行存储；另外，干扰通道数字储频单元接收干扰技术产生器单元产生的触发信号，根据触发信号将存储在存储单元中的数字中频信号读出并送干扰通道数字变频单元；

目标通道数字变频单元接收目标通道数字储频单元送来的数字中频信号，并根据目标技术产生器单元送来的多普勒频率值，对数字中频信号进行数字上下变频，叠加多普勒频率后将产生的数字信号送目标通道中的数/模转换器产生中频雷达目标回波信号；

干扰通道数字变频单元在相参干扰模拟时，接收干扰通道数字储频单元送来的数字中频信号，并根据干扰技术产生器单元送来的多普勒频率值，对数字中频信号进行数字上下变频，叠加多普勒频率后将产生的数字信号送干扰通道中的数/模转换器产生中频相参干扰信号；干扰通道数字变频单元在噪声干扰模拟时，接收干扰技术产生器单元送来的噪声频率值，产生数字噪声信号送干扰通道中的数/模模/数转换器产生中频噪声干扰信号；

目标技术产生器单元接收参数实时解算单元送出的目标距离、目标速度参数，将目标距离参数转换成延时时间，将目标速度参数转换成多普勒频率；目标技术产生器单元在接收到雷达脉冲同步信号时复位目标延时定时器并开始计数，当目标延时定时器的数值和延时时间相等时，产生触发信号送目标通道数字储频单元，同时将多普勒频率值送目标通道数字变频单元；

干扰技术产生器单元接收参数实时解算单元送出的相参干扰的距离、相参干扰的速度参数后，将相参干扰的距离参数转换成延时时间，将相参干扰的速度参数转换成多普勒频率；干扰技术产生器单元在接收到雷达脉冲同步信号时复位相参干扰延时定时器并开始计数，当相参干扰延时定时器的数值和延时时间相等时，产生触发信号送干扰通道数字储频单元，同时将多普勒频率值送干扰通道数字变频单元；干扰技术产生器单元接收参数实时解算单元送出的噪声干扰的样式参数后，根据干扰样式产生噪声频率，送干扰通道数字变频单元。

2.如权利要求1所述中频雷达目标回波及干扰产生模块，其特征在于，还包括时钟分配模块，时钟分配模块接收外部提供的系统时钟信号，对时钟信号进行分频、倍频处理，产生其他模块或单元所需的时钟信号。

3.如权利要求1所述中频雷达目标回波及干扰产生模块，其特征在于，还包括电源模块，电源模块将外部电源提供的电压信号转换成产生其他模块或单元所需的电压信号。

4.如权利要求1所述中频雷达目标回波及干扰产生模块，其特征在于，还包括接插件，接插件作为所述中频雷达目标回波及干扰产生模块与外部进行通讯的接口。

5.如权利要求1所述中频雷达目标回波及干扰产生模块，其特征在于，对目标模拟的流程为：

参数实时解算单元接收来自主控设备的战情参数进行参数解算，将产生的目标距离、目标速度参数送目标技术产生器单元；

目标技术产生器单元将目标距离参数转换成延时时间，将目标速度参数转换成多普勒频率；目标技术产生器单元在接收到雷达脉冲同步信号时复位目标延时定时器并开始计数，当目标延时定时器的数值和延时时间相等时，产生触发信号送目标通道数字储频单元，同时将多普勒频率值送目标通道数字变频单元；

目标通道数字储频单元根据雷达脉冲同步信号将模/数转换器采样产生的数字中频信号送存储单元进行存储，并在接收到目标技术产生器单元产生的触发信号时，将存储在存储单元中的数字中频信号读出送目标通道数字变频单元；

目标通道数字变频单元根据目标技术产生器送来的多普勒频率值，对目标通道数字储频单元送来数字中频信号进行数字上下变频，叠加多普勒频率后将产生的数字信号送目标通道中的数/模转换器产生中频雷达目标回波信号。

6.如权利要求1所述中频雷达目标回波及干扰产生模块，其特征在于，对相参干扰模拟的流程为：

参数实时解算单元接收来自主控的战情参数进行参数解算，产生的相参干扰的距离、相参干扰的速度参数送干扰技术产生器单元；

干扰技术产生器单元将相参干扰的距离参数转换成延时时间，将相参干扰的速度参数转换成多普勒频率；干扰技术产生器单元在接收到雷达脉冲同步信号时复位相参干扰延时定时器并开始计数，当相参干扰延时定时器的数值和延时时间相等时，产生触发信号送干扰通道数字储频单元，同时将多普勒频率值送干扰通道数字变频单元；

干扰通道数字储频单元根据雷达脉冲同步信号将模/数转换器采样产生的数字中频信号送存储单元进行存储，在接收到干扰技术产生器单元产生的触发信号时，将存储在存储单元中的数字中频信号读出送干扰通道数字变频单元；

干扰通道数字变频单元根据目标技术产生器送来的多普勒频率值，对干扰通道数字储频单元送来数字中频信号进行数字上下变频，叠加多普勒频率后将产生的数字信号送干扰通道中的数/模转换器产生中频相参干扰信号。

7.如权利要求1所述中频雷达目标回波及干扰产生模块，其特征在于，对噪声干扰模拟的程为：

参数实时解算单元接收的来自主控的战情参数进行参数解算，将产生的噪声干扰的样式参数送干扰技术产生器单元；

干扰技术产生器单元根据干扰样式产生噪声频率，送干扰通道数字变频单元；

干扰通道数字变频单元接收干扰技术产生器单元送来的噪声频率值，产生数字噪声信号送干扰通道中的数/模转换器产生中频噪声干扰信号。