CN113238196B - 基于射频场景存储的雷达回波模拟方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于射频场景存储的雷达回波模拟方法，雷达回波模拟器在进行回波距离模拟时，采用连续射频存储方法，不依赖接收到雷达发射检波脉冲作为时间基准，解决了检测脉冲沿抖动或波形变化带来的目标距离模拟的误差。采用射频场景存储雷达回波模拟方法，不需要根据每个脉冲进行独立存储和定时，脉冲序列延时逻辑简单，解决高重频距离模糊及跨重频周期回波模拟难题；采用包络门限检测，减少雷达近距离杂波以及模拟器发射信号带来的电磁兼容问题。本发明简单可靠，可广泛用于雷达射频回波模拟设备中，具有良好的应用前景和综合效益。

Description

基于射频场景存储的雷达回波模拟方法

技术领域

本发明属于雷达射频回波模拟技术领域，具体为一种基于射频场景存储的雷达回波模拟方法。

背景技术

基于数字射频存储的雷达距离回波模拟，通常采用检测雷达发射脉冲、触发射频存储电路，进行目标回波延时，射频回波信号恢复辐射，雷达接收到射频回波信号形成距离回波。

回波模拟过程中需要对雷达发射的信号进行检测，通常为射频检波、脉冲整形，然而，由于地物回波、多路径反射、信号的信噪比等影响，引起脉冲前沿的抖动，影响数字储频电路启动、回波延时电路的启动，造成回波距离不准。

对于中、高重频雷达，如脉冲多普勒体制火控雷达、或机载多功能雷达解距离模糊或空时自适应条件下，存在跨重频周期的雷达回波、或者在试验中需要模拟跨重频周期的二次回波场景，采用原有的检测、触发模式很难满足目标模拟需求。

发明内容

本发明提供了一种基于射频场景存储的雷达回波模拟方法，以解决脉冲沿抖动引起的目标距离模拟精度受限，以及高重频模式或跨重频周期目标模拟问题。

实现本发明目的的技术方案为：一种基于射频场景存储的雷达回波模拟方法，具体步骤为：

第一步：将外部射频信号变频到射频存储带宽内，并存储在射频存储设备；

第二步：在射频存储设备中，对变频后的射频信号进行AD采样，形成采样时间数据序列；将采样时间数据序列输入到FIFO存储单元，在采样时钟的同步下，每一节拍FIFO存储单元的采样时间数据序列下移一位，并对下移后的采样时间数据序列进行包络检波；

第三步：确定时间序列输出位置并根据模拟器到雷达的距离、传输线延迟以及信号处理滤波延时对时间序列输出位置进行补偿；

第四步：根据模拟目标类型对补偿后的时间序列输出位置输出的时间序列数据进行幅度相位调制；

第五步：对调制后的时间序列数据进行DA转换得到模拟数据；

第六步：对模拟信号进行变频，恢复到原始射频信号频率；

第七步：将变频后的模拟信号经过射频放大器和天线对外辐射给雷达；

第八步：根据需求更新时间节拍，更新目标距离，重复第四步到第七步，实现连续运动雷达回波目标模拟。

优选地，所述外部射频信号包括雷达发射脉冲。

优选地，所述FIFO存储单元的长度满足：

式中，m为FIFO存储单元的长度，L为需要模拟的回波目标最大场景距离，c为光速，f为数字储频AD采样率。

优选地，时间序列输出位置的确定公式为：

式中，n为时间序列输出位置，n若为非整数，对n进行四舍五入求整，R为需要模拟的目标距离，c为光速，f为数字储频AD采样率。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：本发明中雷达回波模拟器在进行回波距离模拟时，采用连续射频存储方法，不依赖接收到雷达发射检波脉冲作为时间基准，解决了检测脉冲沿抖动或波形变化带来的目标距离模拟的误差；本发明采用射频场景存储雷达回波模拟方法，不需要根据每个脉冲进行独立存储和定时，脉冲序列延时逻辑简单，解决高重频距离模糊及跨重频周期回波模拟难题；本命采用包络门限检测，减少雷达近距离杂波以及模拟器发射信号带来的电磁兼容问题；本发明简单可靠，可广泛用于雷达射频回波模拟设备中，具有良好的应用前景和综合效益。

附图说明

图1为本发明的原理图。

图2为数字储频回波场景延时原理示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

参见图1，本发明实施例中描述了一种基于射频场景存储的雷达回波模拟方法，利用外射频场景时间线连续存储机制，根据设定距离更新周期调整转发延时时间，实现雷达距离回波模拟，具体包括如下步骤：

第一步：将收到的外部雷达发射射频信号通过变频模块，变频到射频存储带宽内，并输出到射频存储设备，所述外部射频信号包括雷达发射脉冲，如图1所示。

第二步：在射频存储设备中，在采样脉冲的控制下，对变频后的射频信号进行高速AD采样，形成采样时间数据序列，采样时间数据序列输入到FIFO存储单元，在采样时钟的同步下，每一节拍FIFO存储单元的采样时间数据序列下移一位，并对下移后的采样时间数据序列进行包络检波，低于门限值的FIFO存储单元中的采样时间数据设置为零，抑制雷达发射引起的近距杂波。

进一步的实施例中，FIFO存储单元的长度根据需要存储的场景距离要求也就是时长要求，以及射频存储AD的采样率确定，FIFO存储单元的长度满足：

式中，m为FIFO存储单元的长度，L为需要模拟的回波目标最大场景距离，c为光速，f为数字储频AD采样率。

第三步：根据设定的目标距离、延时时钟节拍对应的延时距离，确定时间序列输出位置，即FIFO输出单元抽头n，如图2所示。

n＝2_c ^R×f(2)

式(2)中，n为抽头单元，如果根据式(2)算出的n非整数，对n进行四舍五入求整，n小于FIFO的最大长度m,R为需要模拟的目标距离。

模拟器离开雷达有一定距离，同时有传输线延迟以及信号处理滤波等延时，对FIFO输出单元抽头n进行相应补偿，根据模拟器到雷达的距离对FIFO输出单元抽头n进行补偿的具体公式为：

n_c＝n-δn

式中，n_c为最终序列的输出位置，δn为补偿值，δn若为非整数，对δn进行四舍五入求整，D为模拟器到雷达的距离，c为光速，f为数字储频AD采样率，m是传输线延迟以及信号处理滤波等延时等效的延时位数。

第四步：根据模拟目标类型对FIFO输出单元抽头输出的时间序列数据进行幅度相位调制；

第五步：调制后的时间序列数据进行DA转换变为模拟信号。

第六步：对模拟信号进行变频，恢复到原有雷达信号频率。

第七步：经过射频放大器和天线对外辐射给雷达。

第八步：根据需求更新时间节拍，更新目标距离设置R，按式(2)重新计算序列输出位置，即FIFO输出抽头n，重复第四到第七步，实现连续运动雷达回波目标模拟。

本发明中，在雷达附近放置的回波模拟器不论是否在接收到雷达的发射信号，都对接收回来的信号后经过接收变频模块，进入储频AD采样。AD采样数据序列进行连续不间断存储，根据目标距离对连续存储序列的场景信号进行选择调制、DA输出，然后上变频变为射频信号发送给雷达。

Claims (5)

1.一种基于射频场景存储的雷达回波模拟方法，其特征在于，具体步骤为：

第一步：将外部射频信号变频到射频存储带宽内，并存储在射频存储设备；

第二步：在射频存储设备中，对变频后的射频信号进行AD采样，形成采样时间数据序列；将采样时间数据序列输入到FIFO存储单元，在采样时钟的同步下，每一节拍FIFO存储单元的采样时间数据序列下移一位，并对下移后的采样时间数据序列进行包络检波；

第三步：确定时间序列输出位置并根据模拟器到雷达的距离、传输线延迟以及信号处理滤波延时对时间序列输出位置进行补偿；

第四步：根据模拟目标类型对补偿后的时间序列输出位置输出的时间序列数据进行幅度相位调制；

第五步：对调制后的时间序列数据进行DA转换得到模拟数据；

第六步：对模拟信号进行变频，恢复到原始射频信号频率；

第七步：将变频后的模拟信号经过射频放大器和天线对外辐射给雷达；

第八步：根据需求更新时间节拍，更新目标距离，重复第四步到第七步，实现连续运动雷达回波目标模拟。

2.根据权利要求1所述的基于射频场景存储的雷达回波模拟方法，其特征在于，所述外部射频信号包括雷达发射脉冲。

3.根据权利要求1所述的基于射频场景存储的雷达回波模拟方法，其特征在于，所述FIFO存储单元的长度满足：

式中，m为FIFO存储单元的长度，L为需要模拟的回波目标最大场景距离，c为光速，f为数字储频AD采样率。

4.根据权利要求1所述的基于射频场景存储的雷达回波模拟方法，其特征在于，时间序列输出位置的确定公式为：

式中，n为时间序列输出位置，n若为非整数，对n进行四舍五入求整，R为需要模拟的目标距离，c为光速，f为数字储频AD采样率。

5.根据权利要求1所述的基于射频场景存储的雷达回波模拟方法，其特征在于，根据模拟器到雷达的距离对时间序列输出位置进行补偿的具体公式为：

n_c＝n-δn

式中，n_c为最终序列的输出位置，δn为补偿值，δn若为非整数，对δn进行四舍五入求整，D为模拟器到雷达的距离，c为光速，f为数字储频AD采样率，m是传输线延迟以及信号处理滤波延时等效的延时位数。

Images