CN108872955B - 雷达回波信号模拟方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及雷达回波信号模拟技术领域，实施例具体公开一种雷达回波信号模拟方法及系统。本申请提供的雷达回波信号模拟方法，通过接收雷达发射信号，将雷达发射信号进行两次下变频处理，通过算法处理得到雷达发射信号的调制信息、模拟目标的参数信息和模拟目标的方位信息，最终合成带有目标信息的数字信号；将带有目标信息的数字信号转换为模拟信号，经过两次上变频处理后发射雷达回波信号，本申请提供的雷达回波信号模拟方法不用引入真实目标进行仿真，从而节省成本，并且可对目标的各个信息进行模拟，可以直接用于雷达电子战仿真试验或者车载雷达回波模拟仿真实验，从而全面准确的检验被测目标/系统的性能。

Description

雷达回波信号模拟方法及系统

技术领域

本发明涉及雷达回波信号模拟技术领域，具体涉及一种雷达回波信号模拟方法及系统。

背景技术

在具体的雷达目标信号模拟器设计实现中，有全硬件实现，全软件实现，软硬件混合实现这三种手段。下面分别介绍这三种模拟方法。

第一种模拟方法，全硬件实现也即实物仿真方法是一种专用独立的硬件设备，它通过硬件平台来实现对雷达目标信号的各种信息的复现。它的优点在于仿真速度快、实时性高，但不足是硬件设计复杂，硬件需要完成的运算量大，对硬件的性能要求高，灵活性不强，难以适应不同体制工作的雷达信号模拟。

第二种模拟方法，全软件方法实现雷达信号模拟器也即计算机仿真，该方法是在PC机上运行特定的软件生成雷达目标信号数据，然后通过计算机的接口送至待调试设备的存储器中，为设备的调试提供数据。生成数据的软件可以使用VC、VB等开发程序编写，也可以采用Matlab开发程序。此方法利用了计算机友好的人机界面，较强的数值计算能力和外部设备通信功能，可以在PC机上完成雷达目标信号的数学建模仿真，具有修改参数方便，灵活，可以适应不同体制的雷达回波信号，仿真度高，可靠等优点，它的不足主要是实时性不高，主要用在复杂雷达系统的分析、设计、论证和评估中。

第三种模拟方法，软硬件混合实现雷达目标信号仿真，也即半实物仿真，此方法充分结合了全硬件实现和全软件实现的特点，利用计算机强大的编程功能、数值计算能力和良好的人机界面。这种模拟器首先由计算机设置目标参数(如雷达截面积、距离、运动速度以及运动轨迹等)、雷达的工作参数(发射功率、载波频率、脉冲宽度、脉冲重复周期等)以及杂波数据库的建立、干扰噪声的参数设置和产生，然后通过计算机接口将这些数据发送到外部的硬件设备模拟器板卡(如DSP、FPGA)。模拟器板卡根据从计算机得到的数据生成雷达目标回波信号。这种方法的优点是对不同工作体制雷达的目标回波信号的适应性强，灵活性高，实时性较好，外围硬件设备较为简单，实现方式灵活多变。这种模拟器可以直接用于雷达的调试和测试或雷达电子战仿真试验，从而全面准确的检验被测系统的性能。

上述雷达回波模拟的方法包括全硬件实现，全软件实现，软硬件混合实现。前两种方法各有缺陷，而第三种方法，即软硬件混合实现方法更能有效的模拟雷达回波，但是其模拟的雷达回波信息是通过软件设定的，效果也不够好。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种雷达回波信号模拟方法及系统，采用半实物仿真，能够解决或者至少部分解决上述存在的问题。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是一种雷达回波信号模拟方法，所述方法包括：

接收雷达发射信号；

将接收的雷达发射信号进行第一次下变频处理得到带有调制信息的中频信号；

将带有调制信息的中频信号进行第二次下变频处理得到带有延迟时间差信息的低频I/Q信号；

将带有延迟时间差信息的低频I/Q信号转化为相应的数字信号；

根据获得的数字信号，通过算法处理得到带有目标信息的数字信号；

将带有目标信息的数字信号转化为带有目标信息的低频I/Q信号；

将带有目标信息的低频I/Q信号进行第一次上变频处理得到带有调制信息的单边带中频信号；

将带有调制信息的单边带中频信号进行第二次上变频处理得到带有目标信息的雷达回波信号；

发射带有目标信息的雷达回波信号，即模拟出带有目标信息的雷达回波信号。

优选的，所述将接收的雷达发射信号进行第一次下变频处理得到带有调制信息的中频信号的方法，包括：

将接收的雷达发射信号进行功率放大和中频滤波处理后，得到预处理后的雷达发射信号；

接收本振信号，将预处理后的雷达发射信号与本振信号进行下变频处理，得到中频信号；

将中频信号进行中频滤波和功率放大处理后，得到带有调制信息的中频信号。

优选的，所述将带有调制信息的中频信号进行下变频处理得到带有延迟时间差信息的低频I/Q信号的方法，包括：

将带有调制信息的中频信号分成至少四路带有调制信息的中频信号，其中第一路带有调制信息的中频信号经过延迟和功率放大处理后与第二路带有调制信息的中频信号进行下变频处理，得到低频I/Q信号，第三路带有调制信息的中频信号为第二路带有调制信息的中频信号提供匹配处理，其余各路带有调制信息的中频信号为第一次上变频处理提供中频信号；

将低频I/Q信号分为两路低频I/Q信号，对两路低频I/Q信号分别进行低频滤波和低频功率放大处理，得到带有延迟时间差信息的低频I/Q信号。

优选的，所述根据获得的数字信号，通过算法处理得到带有目标信息的数字信号的方法，包括：

通过算法处理得到雷达发射信号调制信息；

利用雷达发射信号调制信息模拟目标的参数信息；

利用机械移动方法模拟目标的方位信息；

将雷达发射信号调制信息、目标的参数信息和目标的方位信息通过信号合成算法合成带有目标信息的数字信号。

优选的，所述将带有目标信息的低频I/Q信号进行第一次上变频处理得到带有调制信息的单边带中频信号的方法，包括：

接收中频信号，将带有目标信息的低频I/Q信号与中频信号进行第一次上变频，得到带有调制信息的单边带中频信号。

优选的，所述将带有调制信息的单边带中频信号进行第二次上变频处理得到带有目标信息的雷达回波信号的方法，包括：

接收本振信号，将带有调制信息的单边带中频信号与本振信号进行第二次上变频，得到射频信号；

将射频信号进行中频滤波和功率放大处理，得到带有目标信息的雷达回波信号。

优选的，所述方法还包括：

产生本振信号，所述产生的本振信号同时提供给第一次下变频处理和第二次上变频处理。

优选的，所述产生本振信号的方法，包括：

产生单频点信号；

通过频率放大将单频点信号搬移到高频信号；

将高频信号进行中频滤波和功率放大处理，即产生本振信号。

本发明还提供一种雷达回波信号模拟系统，所述系统包括依次连接的接收机、信号处理机和发射机，其中，所述接收机包括依次连接的：

接收天线，用于接收雷达发射信号；

第一下变频模块，用于将接收的雷达发射信号进行第一次下变频处理得到带有调制信息的中频信号；

第二下变频模块，用于将带有调制信息的中频信号进行第二次下变频处理得到带有延迟时间差信息的低频I/Q信号；

所述信号处理机包括依次连接的：

A/D转换模块，用于将带有延迟时间差信息的低频I/Q信号转化为相应的数字信号；

算法处理模块，用于根据获得的数字信号，通过算法处理得到带有目标信息的数字信号；

D/A转换模块，用于将带有目标信息的数字信号转化为带有目标信息的低频I/Q信号；

所述发射机包括依次连接的：

第一上变频模块，用于将带有目标信息的低频I/Q信号进行第一次上变频处理得到带有调制信息的单边带中频信号；

第二上变频模块，用于将带有调制信息的单边带中频信号进行第二次上变频处理得到带有目标信息的雷达回波信号；

发射天线，用于发射带有目标信息的雷达回波信号，即模拟出带有目标信息的雷达回波信号。

优选的，所述第一下变频模包括：

低噪声放大器和第一中频滤波器，用于将雷达发射信号进行功率放大和中频滤波处理，得到预处理后的雷达发射信号；

第一混频器，用于接收本振信号，将预处理后的雷达发射信号与本振信号进行下变频处理，得到中频信号；

第二中频滤波器和第一中频功率放大器，用于将中频信号进行中频滤波和中频功率放大处理后，得到带有调制信息的中频信号。

优选的，所述第二下变频模块包括：

功分器，用于将带有调制信息的中频信号分成至少四路带有调制信息的中频信号；

延迟器、第二中频功率放大器和第二混频器，依次连接第一路带有调制信息的中频信号，用于将第一路带有调制信息的中频信号经过延迟和中频功率放大处理后与第二路带有调制信息的中频信号进行下变频处理，得到低频I/Q信号；

匹配电阻，连接第三路带有调制信息的中频信号，用于为第二路带有调制信息的中频信号提供匹配处理；

第一低频滤波器、第一低频功率放大器和第二低频滤波器、第二低频功率放大器，分别连接两路低频I/Q信号，用于对两路低频I/Q信号分别进行低频滤波和低频功率放大处理，得到带有延迟时间差信息的低频I/Q信号。

优选的，所述算法处理模块包括：

算法处理单元，用于通过算法处理得到雷达发射信号调制信息；

信息模拟单元，用于利用雷达发射信号调制信息模拟目标的参数信息；

机械移动发射机，用于利用机械移动方法模拟目标的方位信息；

信号合成单元，用于将雷达发射信号调制信息、目标的参数信息和目标的方位信息通过信号合成算法合成带有目标信息的数字信号。

优选的，所述第一上变频模块包括：

第三混频器，用于接收中频信号，将带有目标信息的低频I/Q信号与中频信号进行第一次上变频，得到带有调制信息的单边带中频信号。

优选的，所述第二上变频模块包括：

第四混频器，用于接收本振信号，将带有调制信息的单边带中频信号与本振信号进行第二次上变频，得到射频信号；

第三中频滤波器和第三中频功率放大器，用于将射频信号进行中频滤波和中频功率放大，得到带有目标信息的雷达回波信号。

优选的，所述系统还包括本振信号产生模块，所述本振信号产生模块用于同时为接收机和发射机提供本振信号。

优选的，所述本振信号产生模块包括：

频综单元，用于产生单频点信号；

倍频单元，用于通过频率放大将单频点信号搬移到高频信号；

第四中频滤波器和第四中频功率放大器，用于将高频信号进行中频滤波和中频功率放大处理，即产生本振信号。

本申请与现有技术相比，其有益效果详细说明如下：本申请提供的雷达回波信号模拟方法，通过接收雷达发射信号，将雷达发射信号进行两次下变频处理，通过算法处理得到雷达发射信号的调制信息、模拟目标的参数信息和模拟目标的方位信息，最终合成带有目标信息的数字信号；再将带有目标信息的数字信号转换为模拟信号，经过两次上变频处理后发射雷达回波信号，本申请提供的雷达回波信号模拟方法不用引入真实目标进行仿真，从而节省成本，并且可对目标的各个信息进行模拟，可以直接用于雷达电子战仿真试验或者车载雷达回波模拟仿真实验，从而全面准确的检验被测目标/系统的性能。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种雷达回波信号模拟方法流程示意图；

图2为本发明实施例二提供的一种雷达回波信号模拟系统结构示意图；

图3为本发明实施例二提供的接收机的一部分结构示意图；

图4为本发明实施例二提供的接收机的另一部分结构示意图；

图5本发明实施例二提供的信号处理机的结构示意图；

图6为本发明实施例二提供的发射机的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明实施例一提供一种雷达回波信号模拟方法，该方法包括：

S1：接收雷达发射信号；

S2：将接收的雷达发射信号进行第一次下变频处理得到带有调制信息的中频信号；

S3：将带有调制信息的中频信号进行第二次下变频处理得到带有延迟时间差信息的低频I/Q信号；

S4：将带有延迟时间差信息的低频I/Q信号转化为相应的数字信号；

S5：根据获得的数字信号，通过算法处理得到带有目标信息的数字信号；

S6：将带有目标信息的数字信号转化为带有目标信息的低频I/Q信号；

S7：将带有目标信息的低频I/Q信号进行第一次上变频处理得到带有调制信息的单边带中频信号；

S8：将带有调制信息的单边带中频信号进行第二次上变频处理得到带有目标信息的雷达回波信号；

S9：发射带有目标信息的雷达回波信号，即模拟出带有目标信息的雷达回波信号。

需要说明的是，步骤S2中将接收的雷达发射信号进行第一次下变频处理得到带有调制信息的中频信号的方法，包括：

S21：将接收的雷达发射信号进行功率放大和中频滤波处理后，得到预处理后的雷达发射信号；

其中，可以根据实际需要确定功率放大和滤波级数，例如可以采用两级功率放大和一级中频过滤处理。

S22：接收本振信号，将预处理后的雷达发射信号与本振信号进行下变频处理，得到中频信号；

S23：将中频信号进行中频滤波和功率放大处理后，得到带有调制信息的中频信号。

需要说明的是，步骤S3中将带有调制信息的中频信号进行下变频处理得到带有延迟时间差信息的低频I/Q信号的方法，包括：

S31：将带有调制信息的中频信号分成至少四路带有调制信息的中频信号，其中第一路带有调制信息的中频信号经过延迟和功率放大处理后与第二路带有调制信息的中频信号进行下变频处理，得到低频I/Q信号，第三路带有调制信息的中频信号为第二路带有调制信息的中频信号提供匹配处理，其余各路带有调制信息的中频信号为第一次上变频处理提供中频信号；

S32：将低频信号分为两路低频I/Q信号，对两路低频I/Q信号分别进行低频滤波和低频功率放大处理，得到带有延迟时间差信息的低频I/Q信号。

这里，将接收的雷达发射信号进行下变频，再分为两条支路，其中两条支路之间有一个精确的延迟时间差，经过相关处理后，再通过信号处理机的A/D采样得到相应的数字信号，从而获取准确的雷达调制信息。

需要说明的是，步骤S5中根据获得的数字信号，通过算法处理得到带有目标信息的数字信号的方法，包括：

S51：通过算法处理得到雷达发射信号调制信息；

S52：利用雷达发射信号调制信息模拟目标的参数信息；

S53：利用机械移动方法模拟目标的方位信息；

S54：将雷达发射信号调制信息、目标的参数信息和目标的方位信息通过信号合成算法合成带有目标信息的数字信号。

这里，利用实时接收到的雷达发射信号，通过算法处理得到相应的数字信号，提取其有效信息后，再结合信号处理机就能精确模拟出目标的大小、速度、加速度、距离等信息；并且通过机械移动实现近距离、大视角模拟目标方位信息。

需要说明的是，步骤S7中将带有目标信息的低频I/Q信号进行第一次上变频处理得到带有调制信息的单边带中频信号的方法，包括：

接收中频信号，将带有目标信息的低频I/Q信号与中频信号进行第一次上变频，得到带有调制信息的单边带中频信号。

需要说明的是，步骤S8中将带有调制信息的单边带中频信号进行第二次上变频处理得到带有目标信息的雷达回波信号的方法，包括：

S81：接收本振信号，将带有调制信息的单边带中频信号与本振信号进行第二次上变频，得到射频信号；

S82：将射频信号进行中频滤波和功率放大处理，得到带有目标信息的雷达回波信号。

这里，将带有信息的模拟回波通过信号处理机产生四条正交差分支路(I支路差分、Q支路差分)，并通过上变频支路和天线发射出去。雷达回波模拟通道不止一条，可以根据具体应用和需求，设置成N(N≥1)条雷达回波模拟通道，每条通道可分别模拟目标的不同信息。

需要说明的是，雷达回波信号模拟方法还包括步骤：

产生本振信号，产生的本振信号同时提供给第一次下变频处理和第二次上变频处理。

具体的，产生本振信号的方法，包括：产生单频点信号；通过频率放大将单频点信号搬移到高频信号；将高频信号进行中频滤波和功率放大处理，即产生本振信号。

如图2所示，本发明实施例二还提供一种雷达回波信号模拟系统，所述系统包括依次连接的接收机、信号处理机和发射机。

具体的，如图3和图4所示，接收机包括依次连接的：

接收天线，用于接收雷达发射信号；

第一下变频模块，用于将接收的雷达发射信号进行第一次下变频处理得到带有调制信息的中频信号；

第二下变频模块，用于将带有调制信息的中频信号进行第二次下变频处理得到带有延迟时间差信息的低频I/Q信号。

需要说明的是，如图3所示，第一下变频模块具体包括：

低噪声放大器和第一中频滤波器，用于将雷达发射信号进行功率放大和中频滤波处理，得到预处理后的雷达发射信号；这里采用2级功率放大，即采用了2个低噪声放大器；

第一混频器，用于接收本振信号，将预处理后的雷达发射信号与本振信号进行下变频处理，得到中频信号；

第二中频滤波器和第一中频功率放大器，用于将中频信号进行中频滤波和中频功率放大处理后，得到带有调制信息的中频信号。

需要说明的是，如图4所示，第二下变频模块具体包括：

功分器，用于将带有调制信息的中频信号分成至少四路带有调制信息的中频信号；

延迟器、第二中频功率放大器和第二混频器，依次连接在第一路带有调制信息的中频信号，用于将第一路带有调制信息的中频信号经过延时和中频功率放大处理后与第二路带有调制信息的中频信号进行下变频处理，得到低频信号，再将低频信号分为两路低频I/Q信号；这里的中频功率放大处理采用了两级中频功率放大，即采用了2个中频功率放大器。

匹配电阻，连接第三路带有调制信息的中频信号，用于为第二路带有调制信息的中频信号提供匹配处理；

第一低频滤波器、第一低频功率放大器和第二低频滤波器、第二低频功率放大器，分别连接两路低频I/Q信号，用于对两路低频I/Q信号分别进行低频滤波和低频功率放大处理，得到带有延迟时间差信息的低频I/Q信号。

具体的，如图3所示的一部分接收器可分为两个部分：第一部分是射频部分，主要是将接收的雷达射频信号与本振信号LO进行下变频处理；第二部分是中频部分，主要是对下变频后得到的中频信号进行滤波和功率放大处理。

下面详细介绍上述两个部分的电路功能。第一部分，由接收天线接收到76-81GHz的射频信号，使其经过两级LNA进行功率放大处理，且通过76-81GHz的中频滤波器进行带外杂波处理，经过处理后的射频信号与73-77GHz本振信号LO进行下变频处理。第二部分，将第一次下变频得到的中频信号经过中频滤波器，滤除3-4GHz以外的杂波或谐波，以及中频放大器进行功率放大处理，最后产生带有调制信息的中频信号，满足功率和杂波抑制的要求。

具体的，如图4所示的另一部分接收器可分为三个部分：第一部分主要是将3-4GHz的中频信号通过功分器分成多路功率不等的中频信号；第二部分主要是中频信号进行自相关处理；第三部分主要是产生低频I/Q信号。

下面详细介绍下上述三个部分的电路功能。第一部分，连接上一部分接收器输入的3-4GHz的中频信号，利用三级Wilkinson功分器将中频信号分成七条支路，其中有四条中频信号的功率相等，并为发射机的四个发射通道(这里为多路发射通道提供足够多的中频本振信号)提供中频信号；另两条中频信号为第二部分的下混频器提供本振LO和RF信号；最后一条接上50欧姆电阻进行匹配处理。第二部分，一路中频信号为下混频器提供本振LO信号，另一条中频信号经过延迟器(延迟时间为纳秒级)后，功率严重衰减，故再经过两级中频放大器进行功率放大处理。最后这两条中频信号进入第二混频器进行下变频处理。第三部分对第二部分输出的低频I/Q信号分两路分别通过低频滤波处理和低频功率放大器处理。最终得到的低频I/Q信号满足功率和杂波抑制的要求。

如图5所示，信号处理机包括依次连接的：

A/D转换模块，用于将带有延迟时间差信息的低频I/Q信号转化为相应的数字信号；

算法处理模块，用于根据获得的数字信号，通过算法处理得到带有目标信息的数字信号；

D/A转换模块，用于将带有目标信息的数字信号转化为带有目标信息的低频I/Q信号。

需要说明的是，算法处理模块包括：

算法处理单元，用于通过算法处理得到雷达发射信号调制信息；

信息模拟单元，用于利用雷达发射信号调制信息模拟目标的参数信息；

机械移动发射机，用于利用机械移动方法模拟目标的方位信息；

信号合成单元，用于将雷达发射信号调制信息、目标的参数信息和目标的方位信息通过信号合成算法合成带有目标信息的数字信号。

具体的，信号处理机可分为三个部分：第一部分主要是将接收机输出的模拟信号通过A/D转换输出相应的数字信号；第二部分主要是对雷达回波模拟的算法处理；第三部分主要是将数字信号通过D/A转换，为发射机提供基带模拟信号。这里，信号处理机为数字信号处理器，不仅仅局限于FPGA电路，还可以是信号处理单片机、DSP电路或计算机(PC)等数字信号处理器。

下面详细介绍上述三个部分的功能。第一部分，将接收机的模拟低频I/Q信号通过A/D转换输出相应的数字信号，主要是通过A/D采样得到相应的数字信号。第二部分，针对接收机相应的数字信号，通过算法处理，准确地获取雷达调制信息，其中算法处理包括：小波变换、希尔伯特变换、数字滤波、傅里叶变换、频谱分析、载波提取、信号识别等信号处理方法。然后利用雷达信号的部分参数模拟目标的大小、速度、加速度、距离等参数信息，另外目标的方位信息的模拟是通过机械移动实现的。最后通过信号合成算法，将模拟目标信息的雷达信号参数合成发射机所需要的数字信号。第三部分主要是将数字信号通过D/A转换，为发射机提供基带模拟的I/Q信号。

如图6所示，发射机包括依次连接的：

第一上变频模块，用于将带有目标信息的低频I/Q信号进行第一次上变频处理得到带有调制信息的单边带中频信号；

第二上变频模块，用于将带有调制信息的单边带中频信号进行第二次上变频处理得到带有目标信息的雷达回波信号；

发射天线，用于发射带有目标信息的雷达回波信号，即模拟出带有目标信息的雷达回波信号。

需要说明的是，第一上变频模块包括：

第三混频器，用于接收中频信号，将带有目标信息的低频I/Q信号与中频信号进行第一次上变频，得到带有调制信息的单边带中频信号。

需要说明的是，第二上变频模块包括：

第四混频器，用于接收本振信号，将带有调制信息的单边带中频信号与本振信号进行第二次上变频，得到射频信号；

第三中频滤波器和第三中频功率放大器，用于将射频信号进行中频滤波和中频功率放大，得到带有目标信息的雷达回波信号，这里采用两级中频功率放大，即采用2个中频功率放大器。

具体的，发射机可分为两个部分：第一部分的中频部分产生带有调制信息的中频信号，第二部分的射频部分产生76-81GHz范围内的发射信号，并由发射天线发射出去。

下面详细介绍二个部分的电路功能。前面是由信号处理机产生带有目标信息的I/Q支路，这里低频I/Q信号的频率在10MHz以内，必要时信号处理机需为发射机提供I/Q支路的差分信号。第一部分，中频信号的频率在3-4GHz范围内；这里为了模拟雷达信号，进行第一次上变频时，混频器应具备很好的镜频抑制功能，即产生单边带调制信号。第二部分，将带有调制信息的单边带中频信号与更高频率的本振信号LO进行第二次上变频处理，得到的射频信号经过73-77GHz的中频滤波器以及两级放大器，得到的射频信号满足杂波抑制以及功率的要求，最后利用发射天线发射出去，即模拟出带有特定信息的雷达回波。

需要说明的是，雷达回波信号模拟系统还包括本振信号产生模块，本振信号产生模块用于同时为接收机和发射机提供本振信号。

具体的，本振信号产生模块包括：频综单元，用于产生单频点信号；倍频单元，用于通过频率放大将单频点信号搬移到高频信号；第四中频滤波器和第五中频功率放大器，用于将高频信号进行中频滤波和中频功率放大处理，即产生本振信号。

具体的，这里73-77GHz的本振信号LO产生途径如下：首先由频综模块产生18.25-19.25GHz的单频点信号，再由4倍频模块将信号的频率搬移到73-77GHz，然后经过73-77GHz的中频滤波器以及放大器就可产生本振信号LO。

需要注意的是，本实施例中的接收机和发射机的射频段仅以77GHz雷达为例，但本申请不仅仅局限于77GHz雷达，还可以是24GHz雷达，94GHz雷达，KA波段雷达以及其他频段的雷达。本实施例中的中频电路只是一个中频频段的特例，并不仅仅局限于3-5GHz电路，还可以是其他频段的电路，如厘米波段电路。本实施例中的接收机通过低通滤波器产生低频I/Q信号，其中低通滤波器的通带在DC-10MHz，这里I/Q信号的频率不仅仅局限于10MHz以内，低通滤波器的通带还可以更宽，即I/Q信号的频率还可以是几百MHz或者几GHz。本实施例中Wilkinson功分器可以由T型结功分器或者其他类型的功率分配器所替换，不会影响电路的正常功能。本实施例中下混频器可以由解调器替换，其中下混频器输出的低频信号为两路差分信号，而解调器输出的低频信号为I/Q正交信号，这两种情况均携带有延迟时间差的信息，故不会影响电路的正常功能。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种雷达回波信号模拟方法，其特征在于，所述方法包括：

接收雷达发射信号；

将接收的雷达发射信号进行第一次下变频处理得到带有调制信息的中频信号；

将带有调制信息的中频信号进行第二次下变频处理得到带有延迟时间差信息的低频I/Q信号，包括将带有调制信息的中频信号分成至少四路带有调制信息的中频信号，其中第一路带有调制信息的中频信号经过延迟和功率放大处理后与第二路带有调制信息的中频信号进行下变频处理，得到低频I/Q信号，第三路带有调制信息的中频信号为第二路带有调制信息的中频信号提供匹配处理，其余各路带有调制信息的中频信号为第一次上变频处理提供中频信号，对低频I/Q信号的两路信号分别进行低频滤波和低频功率放大处理，得到带有延迟时间差信息的低频I/Q信号；

将带有延迟时间差信息的低频I/Q信号转化为相应的数字信号；

根据获得的数字信号，通过算法处理得到带有目标信息的数字信号；

将带有目标信息的数字信号转化为带有目标信息的低频I/Q信号；

将带有目标信息的低频I/Q信号进行第一次上变频处理得到带有调制信息的单边带中频信号；

将带有调制信息的单边带中频信号进行第二次上变频处理得到带有目标信息的雷达回波信号；

发射带有目标信息的雷达回波信号，即模拟出带有目标信息的雷达回波信号。

2.根据权利要求1所述的雷达回波信号模拟方法，其特征在于，所述将接收的雷达发射信号进行第一次下变频处理得到带有调制信息的中频信号，包括：

将接收的雷达发射信号进行功率放大和中频滤波处理后，得到预处理后的雷达发射信号；

接收本振信号，将预处理后的雷达发射信号与本振信号进行下变频处理，得到中频信号；

将中频信号进行中频滤波和功率放大处理后，得到带有调制信息的中频信号。

3.根据权利要求1所述的雷达回波信号模拟方法，其特征在于，所述根据获得的数字信号，通过算法处理得到带有目标信息的数字信号，包括：

通过算法处理得到雷达发射信号调制信息；

利用雷达发射信号调制信息模拟目标的参数信息；

利用机械移动方法模拟目标的方位信息；

将雷达发射信号调制信息、目标的参数信息和目标的方位信息通过信号合成算法合成带有目标信息的数字信号。

4.根据权利要求1所述的雷达回波信号模拟方法，其特征在于，所述将带有目标信息的低频I/Q信号进行第一次上变频处理得到带有调制信息的单边带中频信号，包括：

接收中频信号，将带有目标信息的低频I/Q信号与中频信号进行第一次上变频，得到带有调制信息的单边带中频信号。

5.根据权利要求1所述的雷达回波信号模拟方法，其特征在于，所述将带有调制信息的单边带中频信号进行第二次上变频处理得到带有目标信息的雷达回波信号，包括：

接收本振信号，将带有调制信息的单边带中频信号与本振信号进行第二次上变频，得到射频信号；

将射频信号进行中频滤波和功率放大处理，得到带有目标信息的雷达回波信号。

6.根据权利要求1所述的雷达回波信号模拟方法，其特征在于，所述方法还包括：

产生本振信号，所述产生的本振信号同时提供给第一次下变频处理和第二次上变频处理。

7.根据权利要求6所述的雷达回波信号模拟方法，其特征在于，所述产生本振信号，包括：

产生单频点信号；

通过频率放大将单频点信号搬移到高频信号；

将高频信号进行中频滤波和功率放大处理，即产生本振信号。

8.一种雷达回波信号模拟系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的接收机、信号处理机和发射机，其中，所述接收机包括依次连接的：

接收天线，用于接收雷达发射信号；

第一下变频模块，用于将接收的雷达发射信号进行第一次下变频处理得到带有调制信息的中频信号；

第二下变频模块，用于将带有调制信息的中频信号进行第二次下变频处理得到带有延迟时间差信息的低频I/Q信号，包括功分器，用于将带有调制信息的中频信号分成至少四路带有调制信息的中频信号；延迟器、第二中频功率放大器与第二混频器依次连接，所述延迟器与第一路带有调制信息的中频信号连接，用于将第一路带有调制信息的中频信号经过延迟和中频功率放大处理后与第二路带有调制信息的中频信号进行下变频处理，得到低频I/Q信号；匹配电阻，连接第三路带有调制信息的中频信号，用于为第二路带有调制信息的中频信号提供匹配处理；第一低频滤波器、第一低频功率放大器和第二低频滤波器、第二低频功率放大器，分别连接两路低频I/Q信号，用于对两路低频I/Q信号分别进行低频滤波和低频功率放大处理，得到带有延迟时间差信息的低频I/Q信号；

所述信号处理机包括依次连接的：

A/D转换模块，用于将带有延迟时间差信息的低频I/Q信号转化为相应的数字信号；

算法处理模块，用于根据获得的数字信号，通过算法处理得到带有目标信息的数字信号；

D/A转换模块，用于将带有目标信息的数字信号转化为带有目标信息的低频I/Q信号；

所述发射机包括依次连接的：

第一上变频模块，用于将带有目标信息的低频I/Q信号进行第一次上变频处理得到带有调制信息的单边带中频信号；

第二上变频模块，用于将带有调制信息的单边带中频信号进行第二次上变频处理得到带有目标信息的雷达回波信号；

发射天线，用于发射带有目标信息的雷达回波信号，即模拟出带有目标信息的雷达回波信号。

9.根据权利要求8所述的雷达回波信号模拟系统，其特征在于，所述第一下变频模块包括：

低噪声放大器和第一中频滤波器，用于将雷达发射信号进行功率放大和中频滤波处理，得到预处理后的雷达发射信号；

第一混频器，用于接收本振信号，将预处理后的雷达发射信号与本振信号进行下变频处理，得到中频信号；

第二中频滤波器和第一中频功率放大器，用于将中频信号进行中频滤波和中频功率放大处理后，得到带有调制信息的中频信号。

10.根据权利要求8所述的雷达回波信号模拟系统，其特征在于，所述算法处理模块包括：

算法处理单元，用于通过算法处理得到雷达发射信号调制信息；

信息模拟单元，用于利用雷达发射信号调制信息模拟目标的参数信息；

机械移动发射机，用于利用机械移动方法模拟目标的方位信息；

信号合成单元，用于将雷达发射信号调制信息、目标的参数信息和目标的方位信息通过信号合成算法合成带有目标信息的数字信号。

11.根据权利要求8所述的雷达回波信号模拟系统，其特征在于，所述第一上变频模块包括：

第三混频器，用于接收中频信号，将带有目标信息的低频I/Q信号与中频信号进行第一次上变频，得到带有调制信息的单边带中频信号。

12.根据权利要求8所述的雷达回波信号模拟系统，其特征在于，所述第二上变频模块包括：

第四混频器，用于接收本振信号，将带有调制信息的单边带中频信号与本振信号进行第二次上变频，得到射频信号；

第三中频滤波器和第三中频功率放大器，用于将射频信号进行中频滤波和中频功率放大，得到带有目标信息的雷达回波信号。

13.根据权利要求8所述的雷达回波信号模拟系统，其特征在于，所述系统还包括本振信号产生模块，所述本振信号产生模块用于同时为接收机和发射机提供本振信号。

14.根据权利要求13所述的雷达回波信号模拟系统，其特征在于，所述本振信号产生模块包括：

频综单元，用于产生单频点信号；

倍频单元，用于通过频率放大将单频点信号搬移到高频信号；

第四中频滤波器和第四中频功率放大器，用于将高频信号进行中频滤波和中频功率放大处理，即产生本振信号。

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