CN116736248B - 一种全脉冲雷达信号模拟方法、雷达信号模拟器及其主机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种全脉冲雷达信号模拟方法、雷达信号模拟器及其主机，该方法为：获取在实际环境中记录得到的全脉冲雷达信号；将全脉冲雷达信号转换为射频信号；从射频信号中选择满足预设条件的至少一段目标信号；显示目标信号的信号参数；当检测到在雷达信号模拟器主机触发的辐射指令时，复现并辐射目标信号以测试雷达告警器。本方案中，从实际环境中采集全脉冲雷达信号，并将全脉冲雷达信号转换为射频信号。从射频信号中选择满足预设条件的目标信号，复现并辐射目标信号，从而模拟真实环境中的雷达辐射源，进而可以检测雷达告警器在真实环境中分选信号的准确性、实时性等性能，以及检测雷达告警器是否存在虚警、漏警等问题。

Description

一种全脉冲雷达信号模拟方法、雷达信号模拟器及其主机

技术领域

本发明涉及雷达告警地面保障技术领域，具体涉及一种全脉冲雷达信号模拟方法、雷达信号模拟器及其主机。

背景技术

在检查雷达告警器性能时需要模拟发射雷达信号，由雷达告警器对雷达信号进行识别和告警显示。

现有模拟雷达信号的方式通常是模拟常规雷达信号以及脉冲压缩、频率捷变、连续波和脉冲多普勒中的一种雷达信号。但是在实际情况中，雷达告警器接收到的雷达信号并不是单一信号，而是接收到混合在一起的各种类型的雷达信号，尤其是特殊环境中，空域、时域、频域上分布的信号数量繁多、样式复杂、密集重叠，待分选信号可能是雷达告警器没有识别过的信号。现有模拟雷达信号的方式并不能解决真实特殊环境中雷达多、信号密集重叠、信号动态多变的模拟问题，这样也就无法检测雷达告警器分选信号的准确性、实时性等性能，特别是无法判定雷达告警器是否存在虚警、漏警等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种全脉冲雷达信号模拟方法、雷达信号模拟器及其主机，以解决现有模拟雷达信号的方式不能解决真实特殊环境中雷达多、信号密集重叠、信号动态多变的模拟问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明实施例第一方面公开一种全脉冲雷达信号模拟方法，所述方法应用于雷达信号模拟器主机，所述方法包括：

获取在实际环境中记录得到的全脉冲雷达信号；

将所述全脉冲雷达信号转换为射频信号；

从所述射频信号中选择满足预设条件的至少一段目标信号；

显示所述目标信号的信号参数；

当检测到在雷达信号模拟器主机触发的辐射指令时，复现并辐射所述目标信号以测试雷达告警器。

优选的，所述射频信号包括低频脉冲信号和射频脉冲信号；

将所述全脉冲雷达信号转换为射频信号，包括：

将所述全脉冲雷达信号的二进制的雷达脉冲幅度、到达角、载频、脉冲宽度、脉冲重复间隔转换为雷达脉冲幅度值、到达角值、载频值、脉冲宽度值、脉冲重复间隔值；

利用所述到达角值，区分所述雷达脉冲幅度值、所述载频值、所述脉冲宽度值、所述脉冲重复间隔值相同但方向不同的信号；

对于区分出的信号，按照所述雷达脉冲幅度值、所述脉冲宽度值、所述脉冲重复间隔值生成低频脉冲信号，以及按照所述雷达脉冲幅度值、所述载频值、所述脉冲宽度值、所述脉冲重复间隔值生成射频脉冲信号。

优选的，从所述射频信号中选择满足预设条件的至少一段目标信号之后，还包括：

将所述目标信号的信号参数发送至远程控制单元进行显示；

当接收到所述远程控制单元发送的辐射指令时，复现并辐射所述目标信号以测试雷达告警器。

优选的，复现并辐射所述目标信号以测试雷达告警器的过程，包括：

通过载频分选将所述目标信号分为多类指定频段的信号；

利用与多类所述指定频段对应的数字射频存储器DRFM分别复现多类所述指定频段的信号；

利用放大器放大所复现的多类所述指定频段的信号，并通过与多类所述指定频段对应的天线分别辐射所放大的多类所述指定频段的信号，以测试雷达告警器。

优选的，显示所述目标信号的信号参数，包括：

显示所述目标信号中包含的已知威胁雷达信号和未知雷达信号的信号参数。

优选的，所述预设条件为：含有未知雷达信号、电磁环境密度大于阈值、所包含的雷达信号的数量在指定范围内。

本发明实施例第二方面公开一种雷达信号模拟器主机，所述雷达信号模拟器主机至少包含：显控单元、全脉冲信号源单元和天线单元；

所述全脉冲信号源单元，用于获取在实际环境中记录得到的全脉冲雷达信号；将所述全脉冲雷达信号转换为射频信号；从所述射频信号中选择满足预设条件的至少一段目标信号；

所述显控单元，用于显示所述目标信号的信号参数，当检测到在雷达信号模拟器主机触发的辐射指令时，通过所述全脉冲信号源单元复现所述目标信号；

所述天线单元，用于辐射所复现的所述目标信号以测试雷达告警器。

优选的，所述射频信号包括低频脉冲信号和射频脉冲信号；所述全脉冲信号源单元包括：

全脉冲信号转换单元，用于：将所述全脉冲雷达信号的二进制的雷达脉冲幅度、到达角、载频、脉冲宽度、脉冲重复间隔转换为雷达脉冲幅度值、到达角值、载频值、脉冲宽度值、脉冲重复间隔值；利用所述到达角值，区分所述雷达脉冲幅度值、所述载频值、所述脉冲宽度值、所述脉冲重复间隔值相同但方向不同的信号；对于区分出的信号，按照所述雷达脉冲幅度值、所述脉冲宽度值、所述脉冲重复间隔值生成低频脉冲信号，以及按照所述雷达脉冲幅度值、所述载频值、所述脉冲宽度值、所述脉冲重复间隔值生成射频脉冲信号。

优选的，所述显控单元还用于：将所述目标信号的信号参数发送至远程控制单元进行显示；当接收到所述远程控制单元发送的辐射指令时，通过所述全脉冲信号源单元和所述天线单元复现并辐射所述目标信号以测试雷达告警器。

本发明实施例第三方面公开一种雷达信号模拟器，所述雷达信号模拟器至少包含：远程控制单元、本发明实施例第二方面公开的雷达信号模拟器主机。

基于上述本发明实施例提供的一种全脉冲雷达信号模拟方法、雷达信号模拟器及其主机，该方法为：获取在实际环境中记录得到的全脉冲雷达信号；将全脉冲雷达信号转换为射频信号；从射频信号中选择满足预设条件的至少一段目标信号；显示目标信号的信号参数；当检测到在雷达信号模拟器主机触发的辐射指令时，复现并辐射目标信号以测试雷达告警器。本方案中，从实际环境中采集全脉冲雷达信号，并将全脉冲雷达信号转换为射频信号。从射频信号中选择满足预设条件的目标信号，复现并辐射目标信号，从而模拟真实环境中的雷达辐射源，进而可以检测雷达告警器在真实环境中分选信号的准确性、实时性等性能，以及检测雷达告警器是否存在虚警、漏警等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种雷达信号模拟器主机的结构框图；

图2为本发明实施例提供的远程控制单元的结构框图；

图3为本发明实施例提供的一种雷达信号模拟器主机的架构示意图；

图4为本发明实施例提供的全脉冲信号源单元的工作原理示例图；

图5为本发明实施例提供的全脉冲信号转换单元的工作流程图；

图6为本发明实施例提供的信号分析和发射控制模块的工作原理图；

图7为本发明实施例提供的辐射目标信号的流程示例图；

图8为本发明实施例提供的远程控制单元的控制模块的架构示意图；

图9为本发明实施例提供的使用雷达信号模拟器进行外场测试的示意图；

图10为本发明实施例提供的一种全脉冲雷达信号模拟方法的流程图。

具体实施方式

下面将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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

需要说明的是，机载装备中的雷达告警器接收到雷达信号时会进行威胁告警。在地面检查雷达告警器性能时需要模拟发射雷达信号，由雷达告警器中的接收机接收后对雷达信号进行识别和告警显示。雷达信号模拟器适用于雷达告警器的调试、验收、参加雷达告警器外场试验、大型电子对抗试验等任务，雷达信号模拟器常用于电子对抗技术研究、新型电子对抗设备研制、电子对抗训练中。

发明人经研究发现，现有的雷达信号模拟器只是单纯地用于外场基本性能检测，模拟常规雷达信号以及脉冲压缩、频率捷变、连续波和脉冲多普勒中的一种雷达信号。但是在实际情况中，机载雷达告警器接收到的雷达信号并不是单一信号，而是接收到混合在一起的各种类型的雷达信号，尤其是特殊环境中雷达辐射源多且各种类型混合的信号同时到达，空域、时域、频域上分布的信号数量繁多、样式复杂、密集重叠、动态多变，待分选信号可能是雷达告警器没有识别过的信号。现有雷达信号模拟器没有解决真实特殊环境中雷达多、信号密集重叠、信号动态多变的模拟问题，这样也就无法检测雷达告警器分选信号的准确性、实时性、适应的电磁环境密度、未知雷达信号分选等应用性能。此外，现有的雷达信号模拟器在实际使用中通常需要2-3人合作，其中，一个人操作雷达信号模拟器，另一个人在座舱观察雷达告警器的显示器的显示是否正常，由于机场环境嘈杂，交流较为困难，这就需要第三人在前述两个人之间传话，这样就会影响测试效率。

基于上述情况，本方案提出了一种全脉冲雷达信号模拟方法、雷达信号模拟器及其主机，本方案将目标信号进行完整存储，采用全脉冲技术产生的信号与输入信号具有相同的频率，由于对目标信号的存储非常完整，因此可以采用全脉冲信号测试雷达告警器在真实环境（多信号密集重叠、动态多变）的性能。此外，本方案通过远程控制单元远程控制雷达信号模拟器（也称为全脉冲雷达信号模拟器），这样一个人就能够操作和观测雷达告警器的测试过程。

更具体来说，本方案利用机载雷达告警器中全脉冲信号记录模块存储的实际截获的全脉冲雷达信号（实际环境或真实环境中采集得到的全脉冲雷达信号），采用数字射频存储器（Digital Radio Frequency Memory，DRFM）技术精确复现所截获的全脉冲雷达信号的特性，使其不但能够提供多种类型的雷达信号调制波形，更重要的是重现真实环境中雷达多信号密集重叠、信号动态多变的特点，远程控制就近观察，具有人员配备少、成本低、通用性强的优点。以下通过各个实施例对本方案进行详细说明。

参见图1，示出了本发明实施例提供的一种雷达信号模拟器主机的结构框图，该雷达信号模拟器主机至少包含：全脉冲信号源单元101、显控单元102和天线单元103。

具体地，全脉冲信号源单元101，用于获取在实际环境中记录得到的全脉冲雷达信号；将全脉冲雷达信号转换为射频信号；从射频信号中选择满足预设条件的至少一段目标信号。

需要说明的是，在雷达告警器的平时使用中，通过全脉冲信号记录模块记录实际环境中的全脉冲雷达信号。

显控单元102，用于显示目标信号的信号参数，当检测到在雷达信号模拟器主机触发的辐射指令时，通过全脉冲信号源单元101复现目标信号。

具体实现中，用于显示目标信号的信号参数的显控单元102，具体用于：显示目标信号中包含的已知威胁雷达信号和未知雷达信号的信号参数，该信号参数包括但不仅限于：雷达脉冲幅度、到达角、载频、脉冲宽度、脉冲重复间隔等。

更具体来说，显控单元102对目标信号的脉冲描述字进行分离与归类，从而确定目标信号中包含的已知威胁雷达信号和未知雷达信号的信号参数，进而显示目标信号中包含的已知威胁雷达信号和未知雷达信号的信号参数。

天线单元103，用于辐射所复现的目标信号以测试雷达告警器。

一些具体实施例中，上述提及的射频信号包括低频脉冲信号和射频脉冲信号；全脉冲信号源单元101包括全脉冲信号转换单元，该全脉冲信号转换单元用于将全脉冲雷达信号转换为射频信号。具体来说，该全脉冲信号转换单元具体用于：将全脉冲雷达信号的二进制的雷达脉冲幅度、到达角、载频、脉冲宽度、脉冲重复间隔转换为雷达脉冲幅度值、到达角值、载频值、脉冲宽度值、脉冲重复间隔值；利用到达角值，区分雷达脉冲幅度值、载频值、脉冲宽度值、脉冲重复间隔值相同但方向不同的信号；对于区分出的信号，按照雷达脉冲幅度值、脉冲宽度值、脉冲重复间隔值生成低频脉冲信号，以及按照雷达脉冲幅度值、载频值、脉冲宽度值、脉冲重复间隔值生成射频脉冲信号。

一些具体的实施例中，全脉冲信号源单元101还包含全脉冲信号选取单元，该全脉冲信号选取单元用于从射频信号中选择满足预设条件的至少一段目标信号；该预设条件为：含有未知雷达信号、电磁环境密度大于阈值、所包含的雷达信号的数量在指定范围内。

例如：全脉冲信号选取单元从全脉冲信号转换单元转换得到的射频信号中，选择含有未知雷达信号且电磁环境密度达到A（即上述提及的阈值）万脉冲数/秒以上的B（大于等于1）段信号，该B段信号中雷达信号数量大于C小于D（C-D即为上述提及的指定范围），前述所选择的B段信号即为目标信号。其中，A可以是100，C可以是16，D可以是32，即选择含有未知雷达信号且电磁环境密度达到100万脉冲数/秒以上的B段信号，该B段信号中雷达信号数量大于16小于32。

需要说明的是，远程控制单元可以通过蓝牙或其它通讯方式与雷达信号模拟器主机进行通讯；一些实施例中，选择目标信号之后，显控单元102可以将目标信号的信号参数发送给远程控制单元进行显示，测试人员可以通过远程控制单元远程控制雷达信号模拟器主机复现并辐射目标信号。

具体而言，显控单元102还用于：将目标信号的信号参数发送至远程控制单元进行显示；当接收到远程控制单元发送的辐射指令时，通过全脉冲信号源单元101和天线单元103复现并辐射目标信号以测试雷达告警器。

一些具体实施例中，全脉冲信号源单元101还包含射频信号复现单元；全脉冲信号源单元101复现目标信号的具体实现方式为：全脉冲信号选取单元通过载频分选将目标信号分为多类指定频段的信号，例如：全脉冲信号选取单元通过载频分选将目标信号分为0.3GHz~2GHz、2GHz~18GHz、18GHz~40GHz这三类频段的信号。每一类频段都设置了相应的DRFM和天线，射频信号复现单元利用与多类指定频段对应的DRFM分别复现多类指定频段的信号，并利用放大器（如宽带放大器）放大所复现的多类指定频段的信号。相应的，天线单元103通过与多类指定频段对应的天线分别辐射所放大的多类指定频段的信号，以测试雷达告警器。例如：通过0.3GHz~2GHz、2GHz~18GHz、18GHz~40GHz这三类频段的天线分别辐射所放大的0.3GHz~2GHz、2GHz~18GHz、18GHz~40GHz这三类频段的信号。

以上是关于本方案提供的雷达信号模拟器主机的相关说明；从实际环境中采集全脉冲雷达信号，并将全脉冲雷达信号转换为射频信号。从射频信号中选择满足预设条件的目标信号，复现并辐射目标信号，从而模拟真实环境中的雷达辐射源，进而可以检测雷达告警器在真实环境中分选信号的准确性、实时性等性能，以及检测雷达告警器是否存在虚警、漏警等问题。

一些实施例中，本方案还提供了一种雷达信号模拟器，该雷达信号模拟器至少包含远程控制单元和雷达信号模拟器主机。

具体地，远程控制单元用于在座舱内远程控制雷达信号模拟器主机。

雷达信号模拟器主机用于重现真实环境中密集重叠且动态多变的雷达信号，雷达信号模拟器主机的执行原理可参见上述本发明实施例图1中各个实施例的说明，在此不赘述。

需要说明的是，远程控制单元的输入输出端与雷达信号模拟器主机的输入输出端连接。

如图2示出的远程控制单元的结构框图，远程控制单元至少包含控制模块201、显示屏202、键盘203、DC/DC电源管理模块204、可充电电池205；控制模块201的输入端和键盘203的输出端相连，控制模块201的供电端和DC/DC电源管理模块204的输出端相连，控制模块201的输入/输出端1与显示屏202的输入/输出端相连，控制模块201的输入/输出端2与雷达信号模拟器主机的输入/输出端相连，控制模块201可以通过蓝牙与雷达信号模拟器主机通讯。

一些实施例中，如图3示出的一种雷达信号模拟器主机的架构示意图（仅举例），该雷达信号模拟器主机至少包含：全脉冲信号源单元101、显控单元102、天线单元103、DC/DC电源管理模块104、可充电电池105。显控单元102的输入输出端与全脉冲信号源单元101的输入输出端相连，全脉冲信号源单元101的输出端和天线单元103的输入端相连，显控单元102的供电端和DC/DC电源管理模块104的输出端相连，DC/DC电源管理模块104的输入端和可充电电池105相连。

图3中，雷达信号模拟器主机与远程控制单元通过蓝牙通讯，显控单元102中包含了键盘、显示屏、信号分析和辐射控制模块；天线单元103中包含了0.3GHz~2GHz、2GHz~18GHz、18GHz~40GHz这三类频段的天线。

针对上述提及的全脉冲信号源单元101，参见图4示出的全脉冲信号源单元的工作原理示例图，全脉冲信号源单元101至少包含：全脉冲信号记录模块、全脉冲信号转换单元、全脉冲信号选取单元、射频信号复现单元。

全脉冲信号记录模块用于记录雷达告警器在平时使用中采集得到的实际环境中的全脉冲雷达信号。

全脉冲信号转换单元用于将全脉冲信号记录模块记录的全脉冲雷达信号的雷达脉冲幅度、到达角、载频、脉冲宽度、脉冲重复间隔的二进制信息转换为射频信号；

射频信号包括低频脉冲信号和射频脉冲信号；具体而言，全脉冲信号转换单元的工作原理如图5提供的全脉冲信号转换单元的工作流程图，图5包含以下步骤：

步骤S501：将全脉冲雷达信号的二进制的雷达脉冲幅度、到达角、载频、脉冲宽度、脉冲重复间隔转换为雷达脉冲幅度值、到达角值、载频值、脉冲宽度值、脉冲重复间隔值。利用到达角值，区分雷达脉冲幅度值、载频值、脉冲宽度值、脉冲重复间隔值相同但方向不同的信号。

步骤S502：按照雷达脉冲幅度值、脉冲宽度值、脉冲重复间隔值生成低频脉冲信号。

步骤S503：按照雷达脉冲幅度值、载频值、脉冲宽度值、脉冲重复间隔值生成射频脉冲信号。

全脉冲信号选取单元用于从全脉冲信号转换单元转换得到的射频信号中，选择含有未知雷达信号且电磁环境密度达到A万脉冲数/秒以上的B段信号，该B段信号中雷达信号数量大于C小于D，前述所选择的B段信号即为目标信号。具体来说，从全脉冲信号转换单元转换得到的射频信号（全脉冲信号）中选择信号，并将所选择的信号与数据库进行比对，进而挑选出含有未知雷达信号且电磁环境密度达到A万脉冲数/秒以上的B段信号，该B段信号中雷达信号数量大于C小于D。

在接收到辐射指令时，通过载频分选将目标信号分为0.3GHz~2GHz、2GHz~18GHz、18GHz~40GHz这三类频段的信号，前述提及的频段仅用于举例说明。

射频信号复现单元包含DRFM和宽带放大器，射频信号复现单元采用3个DRFM（DRFM1-DRFM3）分别存储0.3GHz~2GHz、2GHz~18GHz、18GHz~40GHz这三类频段的信号；3个DRFM分别输出所存储的信号至3个宽带放大器（宽带放大器1-宽带放大器3），实现目标信号的复现和放大。

以上是关于全脉冲信号源单元101的相关说明。

针对上述提及的显控单元102，结合图3可见，显控单元102包含信号分析和发射控制模块、显示屏、键盘；信号分析和发射控制模块的输入端与键盘的输出端相连，信号分析和发射控制模块的输入/输出端1与显示屏的输入/输出端相连，信号分析和发射控制模块的输入/输出端2与全脉冲信号源单元101的输入/输出端相连。

针对显控单元102中的信号分析和发射控制模块，参见图6示出的信号分析和发射控制模块的工作原理图，信号分析和发射控制模块接收全脉冲信号选取单元选取的目标信号（也就是上述提及的B段信号），对目标信号的脉冲描述字进行分离与归类（精细识别雷达参数），明确出已知威胁雷达信号和未知雷达信号的信号参数；信号分析和发射控制模块将已知威胁雷达信号和未知雷达信号的信号参数输出到显示屏进行显示。测试人员可以通过显控单元102的键盘发出辐射指令（用于辐射目标信号的指令）。

如图7提供的辐射目标信号的流程示例图，该辐射指令输出至全脉冲信号源单元101，全脉冲信号源单元101将目标信号分为0.3GHz~2GHz、2GHz~18GHz、18GHz~40GHz这三类频段的信号；2GHz~18GHz频段的信号通过DRFM1复现以及通过宽带放大器1放大，利用2GHz~18GHz频段的天线辐射放大后的2GHz~18GHz频段的信号。18GHz~40GHz频段的信号通过DRFM2复现以及通过宽带放大器2放大，利用18GHz~40GHz频段的天线辐射放大后的18GHz~40GHz频段的信号。0.3GHz~2GHz频段的信号通过DRFM3复现以及通过宽带放大器3放大，利用0.3GHz~2GHz频段的天线辐射放大后的0.3GHz~2GHz频段的信号。

通过上述方式，将目标信号从0.3GHz~2GHz、2GHz~18GHz、18GHz~40GHz这三类频段的天线辐射出去，辐射指示输出到显控单元102的显示屏显示。

需要说明的是，上述提及的0.3GHz~2GHz、2GHz~18GHz、18GHz~40GHz这三类频段仅用于举例；辐射指示用于指示所模拟的目标信号（模拟的雷达信号）已经发射出去，即测试人员通过显示屏所显示的辐射指示即可了解到模拟的雷达信号已经发射出去。

以上是关于显控单元102的相关说明。

针对上述图2提及的远程控制单元的控制模块，参见图8示出的远程控制单元的控制模块的架构示意图，该控制模块包括：信号接收和辐射控制模块、串口通讯单元、存储单元（EPPROM芯片）、键盘信息采集单元、指示单元（指示辐射、已知/未知信号）。以蓝牙通讯的方式，信号接收和辐射控制模块的输入/输出端1与雷达信号模拟器主机的输入/输出端相连，信号接收和辐射控制模块的输入/输出端2与存储单元的输入/输出端连接，信号接收和辐射控制模块的输入端与键盘信息采集单元的输出端连接，信号接收和辐射控制模块的输出端与指示单元的输入端连接，信号接收和辐射控制模块的输入/输出端3与串口通讯单元的输入/输出端连接。

信号接收和辐射控制模块通过蓝牙从雷达信号模拟器主机中接收目标信号的信号参数，将该信号参数存储在存储单元，并将该信号参数输出到显示屏进行显示（显示已知威胁雷达信号和未知雷达信号的信号参数）；通过键盘触发辐射指令，待辐射目标信号后将辐射指示输出到显示屏进行显示。

以上是关于远程控制单元的控制模块的相关说明。

结合以上内容可见，本方案的雷达信号模拟器至少包含远程控制单元和雷达信号模拟器主机，该雷达信号模拟器的工作原理为：

从实际环境（真实环境）中采集全脉冲雷达信号，由雷达信号模拟器主机从全脉冲雷达信号中选择目标信号（含有未知雷达信号且电磁环境密度达到A万脉冲数/秒以上的B段信号，该B段信号中雷达信号数量大于C小于D），例如：选择含有未知雷达信号且电磁环境密度达到100万脉冲数/秒以上的B段信号，该B段信号中雷达信号数量大于16小于32。

采用DRFM重现目标信号，从而模拟实际环境中密集重叠且动态多变的雷达信号。在实际应用中，测试人员可以在座舱内一边操纵远程控制单元控制目标信号的辐射，一边观察座舱内雷达告警器的告警显示是否正常，实现一人就可以远程控制雷达信号模拟器就近观察雷达告警器是否正常的目的。具体操作流程如下：

雷达信号模拟器主机中的全脉冲信号转换单元用于将全脉冲信号记录模块记录的全脉冲雷达信号的雷达脉冲幅度、到达角、载频、脉冲宽度、脉冲重复间隔的二进制信息转换为射频信号。

全脉冲信号选取单元从由全脉冲信号转换单元转换得到的射频信号中，选择含有未知雷达信号且电磁环境密度达到A万脉冲数/秒以上的B段信号，该B段信号中雷达信号数量大于C小于D，前述所选择的B段信号即为目标信号；例如：选择含有未知雷达信号且电磁环境密度达到100万脉冲数/秒以上的B段信号，该B段信号中雷达信号数量大于16小于32。

雷达信号模拟器主机中的信号分析和辐射控制模块接收全脉冲信号选取单元选取的目标信号（也就是上述选择的B段信号），对目标信号的脉冲描述字进行分离与归类，从而确定目标信号中包含的已知威胁雷达信号和未知雷达信号的信号参数，将已知威胁雷达信号和未知雷达信号的信号参数输出到显示屏显示。在不使用远程控制单元的情况下，测试人员可以通过显控单元102中的键盘发出辐射指令；接收到辐射指令后，通过频载分选将目标信号分为0.3GHz~2GHz、2GHz~18GHz、18GHz~40GHz这三类频段的信号；通过与频段对应的DRFM复现目标信号（即复现前述三类频段的信号），通过与频段对应的宽带放大器放大所复现的目标信号（即放大所复现的前述三类频段的信号），通过0.3GHz~2GHz、2GHz~18GHz、18GHz~40GHz这三类频段对应的天线将目标信号辐射出去，从而实现全脉冲雷达信号的复现，辐射指示输出到显控单元102的显示屏进行显示。

当使用远程控制单元时，远程控制单元通过蓝牙接收雷达信号模拟器主机所选择的目标信号的信号参数，将该信号参数存储在存储单元，并将该信号参数输出到显示屏进行显示。测试人员通过远程控制单元的键盘触发辐射指令，该辐射指令通过蓝牙传输到雷达信号模拟器主机。雷达信号模拟器主机接收到该辐射指令后，通过频载分选将目标信号分为0.3GHz~2GHz、2GHz~18GHz、18GHz~40GHz这三类频段的信号；通过与频段对应的DRFM复现目标信号，通过与频段对应的宽带放大器放大所复现的目标信号，通过0.3GHz~2GHz、2GHz~18GHz、18GHz~40GHz这三类频段对应的天线将目标信号辐射出去，从而实现全脉冲雷达信号的复现。其中，辐射目标信号后，远程控制单元的显示屏显示辐射指示。

以上是关于雷达信号模拟器的工作原理的相关说明；在实际应用中，可以使用该雷达信号模拟器进行外场测试；结合图9示出的使用雷达信号模拟器进行外场测试的示意图，具体测试方式如下述过程A1-A3所示出的内容：

A1、雷达信号模拟器主机加电、远程控制单元加电；雷达信号模拟器主机自检、远程控制单元自检；显示自检结果。若自检结果指示自检故障，雷达信号模拟器不再继续工作直至故障排除，若自检结果指示自检正常，雷达信号模拟器进入下一工作阶段。

A2、将从实际环境中采集得到的全脉冲雷达信号经过全脉冲信号转换单元转换后输入到全脉冲信号选取单元，确定含有未知雷达信号且电磁环境密度达到A万脉冲数/秒以上的B段信号，该B段信号中雷达信号数量大于C小于D，前述所选择的B段信号即为目标信号；例如：选择含有未知雷达信号且电磁环境密度达到100万脉冲数/秒以上的B段信号，该B段信号中雷达信号数量大于16小于32。

A3、在座舱内，远程控制单元通过蓝牙接收雷达信号模拟器主机选择的目标信号的信号参数；远程控制单元发出辐射指令，控制雷达信号模拟器主机的DRFM产生模拟的目标信号，通过宽带放大器进行信号放大后经过天线向空间辐射模拟的目标信号，观察座舱内雷达告警器显示符号和数据库设定的符号是否一致，若一致则表示雷达告警器告警正常，若不一致则表示雷达告警器告警不正常；若没有辐射某一雷达信号却显示该雷达信号的符号，则确定雷达告警器存在虚警；若辐射某一雷达信号却不显示该雷达信号的符号，则确定雷达告警器存在漏警。

针对上述A1至A3的内容，通过过程B1至B5进一步解释测试方式的工作流程。

B1、雷达信号模拟器主机通过内部电池、DC+28V或电源适配器为主机供电；远程控制单元通过内部的可充电电池供电。选择供电电源之后，接入直流-直流电源转换电路（DC-DC），经过变换后形成系统内部工作电源（±12V和±5V），系统内部工作电源建立后，系统开始工作。

B2、雷达信号模拟器主机自检、远程控制单元自检；显示自检结果。若自检结果指示自检故障，雷达信号模拟器不再继续工作直至故障排除，若自检结果指示自检正常，雷达信号模拟器进入下一工作阶段。

B3、将从实际环境中采集得到的全脉冲雷达信号输入到全脉冲信号选取单元，采用脉冲描述字分析识别全脉冲雷达信号中的雷达信号，脉冲描述字包括雷达信号的到达方向(θ-DOA)、载频（f-RF）、脉冲前沿到达时间（t-TOA）、脉冲宽度（τ-PW）和脉冲幅度（AP）等参数。确定含有未知雷达信号且电磁环境密度达到A万脉冲数/秒以上的B段信号，该B段信号中雷达信号数量大于C小于D，前述所选择的B段信号即为目标信号。例如：选择含有未知雷达信号且电磁环境密度达到100万脉冲数/秒以上的B段信号，该B段信号中雷达信号数量大于16小于32。

B4、雷达信号模拟器主机架设在离飞机E（如3~10米）米距离的地面，2GHz~18GHz、18GHz~40GHz对应的天线对准雷达告警器对应频段的装机天线；0.3GHz~2GHz对应的天线采用外置方式，通过10米长射频电缆连接；外置天线通过L型支架与三脚架连接。

B5、测试人员（或者说操作人员）手持远程控制单元进入飞机的座舱，首先通过远程控制单元的蓝牙接收雷达信号模拟器主机选择的目标信号，远程控制单元发出辐射指令，控制雷达信号模拟器主机的三通道DRFM产生模拟的目标信号，通过宽带放大器进行信号放大后经过天线向空间辐射模拟的目标信号，观察座舱内雷达告警器显示符号和数据库设定的符号是否一致，若一致则表示雷达告警器告警正常，若不一致则表示雷达告警器告警不正常；若没有辐射某一雷达信号却显示该雷达信号的符号，则确定雷达告警器存在虚警；若辐射某一雷达信号却不显示该雷达信号的符号，则确定雷达告警器存在漏警。

需要说明的是，本方案提及的雷达信号模拟器中的可充电电池可以输出DC+12.6V电压，通过电源管理模块将DC+12.6V电压转化为设备内部器件所需要的DC+12、DC+5V电压；通过外置电源适配器为可充电电池进行充电；电源管理模块将可充电电池的输出电压、电源适配器、DC+28V的供电转化为设备内部器件所需要的各种电压。

宽温锂电池的体积为112×60×80mm，重量1150g，常温储能173Wh，输出电压范围DC12.6V±10%；宽温锂电池具有安全保护过充电、过放电、过流、短路保护措施；宽温锂电池的工作环境为－40℃～55℃，存储环境为－55℃～70℃；宽温锂电池的充电电压DC12.6V±10%，可以边充电边使用；充电时间3小时可充满；电池工作时间约5小时。故可充电电池可以采用定制的宽温锂电池。

电源管理模块包括DC/DC模块化开关电源、输入滤波器和输出滤波电路；DC/DC模块化开关电源可以采用电感与电容蓄积能量的功率元件，通过控制开关的通/断时间的比例来提供电源输出；直流宽压输入经过电容电感滤波后送到DC/DC模块化开关电源的输入端，通过DC/DC模块化开关电源变换输出相应的电压，滤波后输出。

电源适配器用于将市电AC220V/50Hz转化为DC12.6V，为雷达信号模拟器主机供电及为可充电电池充电，输入电压为AC220V/50Hz；额定输出电压为DC+12.6V；充电指示为红灯指示快速充电，绿灯指示充电饱和；具备充饱自动停止、过放电、过流、短路保护等功能；满载功率为63W。

上述内容中所提及的0.3GHz~2GHz、2GHz~18GHz、18GHz~40GHz这三类频段对应的天线，可以是0.3GHz~2GHz定向天线、2GHz~18GHz宽带喇叭天线、18GHz~40GHz喇叭天线；2GHz~18GHz宽带喇叭天线、18GHz~40GHz喇叭天线这两种天线可以置于设备内部并且共用一个天线罩，集成在雷达信号模拟器内部；0.3GHz~2GHz定向天线进行外置，通过射频电缆连接。

2GHz~18GHz宽带喇叭天线采用的是双脊喇叭天线，工作频段为2GHz~18GHz；电压驻波比为：≤2.0:1；天线增益为：6~15dB；接口为SMA；外形尺寸为：105mm×73mm×99mm。

18GHz~40GHz喇叭天线可以是18GHz~40GHz超宽带定向天线，采用同轴馈电喇叭方案。0.3GHz~2GHz定向天线的尺寸为：366mm×240mm×9mm。

以上是关于本方案的雷达信号模拟器、远程控制单元和雷达信号模拟器主机的相关举例说明；采用本方案后，具有以下优点：能够模拟真实环境中多信号密集重叠、动态多变的特点；具有远程控制、人员配置少、成本低、通用性强的特点；能够实现机载雷达告警器的告警功能测试。

参见图10，本发明实施例还提供了一种全脉冲雷达信号模拟方法的流程图，该全脉冲雷达信号模拟方法应用于雷达信号模拟器主机，该全脉冲雷达信号模拟方法包括：

步骤S1001：获取在实际环境中记录得到的全脉冲雷达信号。

步骤S1002：将全脉冲雷达信号转换为射频信号。

在具体实现步骤S1002的过程中，射频信号包括低频脉冲信号和射频脉冲信号；将全脉冲雷达信号转换为射频信号的具体方式为：将全脉冲雷达信号的二进制的雷达脉冲幅度、到达角、载频、脉冲宽度、脉冲重复间隔转换为雷达脉冲幅度值、到达角值、载频值、脉冲宽度值、脉冲重复间隔值；利用到达角值，区分雷达脉冲幅度值、载频值、脉冲宽度值、脉冲重复间隔值相同但方向不同的信号；对于区分出的信号，按照雷达脉冲幅度值、脉冲宽度值、脉冲重复间隔值生成低频脉冲信号，以及按照雷达脉冲幅度值、载频值、脉冲宽度值、脉冲重复间隔值生成射频脉冲信号。

步骤S1003：从射频信号中选择满足预设条件的至少一段目标信号。

一些实施例中，预设条件为：含有未知雷达信号、电磁环境密度大于阈值、所包含的雷达信号的数量在指定范围内。

步骤S1004：显示目标信号的信号参数。

在具体实现步骤S1004的过程中，显示目标信号中包含的已知威胁雷达信号和未知雷达信号的信号参数。

步骤S1005：当检测到在雷达信号模拟器主机触发的辐射指令时，复现并辐射目标信号以测试雷达告警器。

优选的，一些实施例中，从射频信号中选择满足预设条件的至少一段目标信号之后，将目标信号的信号参数发送至远程控制单元进行显示；当接收到远程控制单元发送的辐射指令时，复现并辐射目标信号以测试雷达告警器。

一些实施例中，复现并辐射目标信号以测试雷达告警器的具体方式为：通过载频分选将目标信号分为多类指定频段的信号；利用与多类指定频段对应的DRFM分别复现多类指定频段的信号；利用放大器放大所复现的多类指定频段的信号，并通过与多类指定频段对应的天线分别辐射所放大的多类指定频段的信号，以测试雷达告警器。

需要说明的是，步骤S1001至步骤S1005的执行原理，在上述关于雷达信号模拟器主机的实施例中已进行详细描述，在此不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供一种全脉冲雷达信号模拟方法、雷达信号模拟器及其主机，从实际环境中采集全脉冲雷达信号，并将全脉冲雷达信号转换为射频信号。从射频信号中选择满足预设条件的目标信号，复现并辐射目标信号，从而模拟真实环境中的雷达辐射源，进而可以检测雷达告警器在真实环境中分选信号的准确性、实时性等性能，以及检测雷达告警器是否存在虚警、漏警等问题。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种全脉冲雷达信号模拟方法，其特征在于，所述方法应用于雷达信号模拟器主机，所述方法包括：

获取在实际环境中记录得到的全脉冲雷达信号；

将所述全脉冲雷达信号转换为射频信号，包括：将所述全脉冲雷达信号的二进制的雷达脉冲幅度、到达角、载频、脉冲宽度、脉冲重复间隔转换为雷达脉冲幅度值、到达角值、载频值、脉冲宽度值、脉冲重复间隔值；利用所述到达角值，区分所述雷达脉冲幅度值、所述载频值、所述脉冲宽度值、所述脉冲重复间隔值相同但方向不同的信号；对于区分出的信号，按照所述雷达脉冲幅度值、所述脉冲宽度值、所述脉冲重复间隔值生成低频脉冲信号，以及按照所述雷达脉冲幅度值、所述载频值、所述脉冲宽度值、所述脉冲重复间隔值生成射频脉冲信号；所述射频信号包括低频脉冲信号和射频脉冲信号；

从所述射频信号中选择满足预设条件的至少一段目标信号；

显示所述目标信号的信号参数；

当检测到在雷达信号模拟器主机触发的辐射指令时，复现并辐射所述目标信号以测试雷达告警器。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述射频信号中选择满足预设条件的至少一段目标信号之后，还包括：

将所述目标信号的信号参数发送至远程控制单元进行显示；

当接收到所述远程控制单元发送的辐射指令时，复现并辐射所述目标信号以测试雷达告警器。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，复现并辐射所述目标信号以测试雷达告警器的过程，包括：

通过载频分选将所述目标信号分为多类指定频段的信号；

利用与多类所述指定频段对应的数字射频存储器DRFM分别复现多类所述指定频段的信号；

利用放大器放大所复现的多类所述指定频段的信号，并通过与多类所述指定频段对应的天线分别辐射所放大的多类所述指定频段的信号，以测试雷达告警器。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，显示所述目标信号的信号参数，包括：

显示所述目标信号中包含的已知威胁雷达信号和未知雷达信号的信号参数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设条件为：含有未知雷达信号、电磁环境密度大于阈值、所包含的雷达信号的数量在指定范围内。

6.一种雷达信号模拟器主机，其特征在于，所述雷达信号模拟器主机至少包含：显控单元、全脉冲信号源单元和天线单元；

所述全脉冲信号源单元，用于获取在实际环境中记录得到的全脉冲雷达信号；将所述全脉冲雷达信号转换为射频信号；从所述射频信号中选择满足预设条件的至少一段目标信号；所述射频信号包括低频脉冲信号和射频脉冲信号；

所述全脉冲信号源单元包括：全脉冲信号转换单元；

所述全脉冲信号转换单元，用于：将所述全脉冲雷达信号的二进制的雷达脉冲幅度、到达角、载频、脉冲宽度、脉冲重复间隔转换为雷达脉冲幅度值、到达角值、载频值、脉冲宽度值、脉冲重复间隔值；利用所述到达角值，区分所述雷达脉冲幅度值、所述载频值、所述脉冲宽度值、所述脉冲重复间隔值相同但方向不同的信号；对于区分出的信号，按照所述雷达脉冲幅度值、所述脉冲宽度值、所述脉冲重复间隔值生成低频脉冲信号，以及按照所述雷达脉冲幅度值、所述载频值、所述脉冲宽度值、所述脉冲重复间隔值生成射频脉冲信号；

所述显控单元，用于显示所述目标信号的信号参数，当检测到在雷达信号模拟器主机触发的辐射指令时，通过所述全脉冲信号源单元复现所述目标信号；

所述天线单元，用于辐射所复现的所述目标信号以测试雷达告警器。

7.根据权利要求6所述的雷达信号模拟器主机，其特征在于，所述显控单元还用于：将所述目标信号的信号参数发送至远程控制单元进行显示；当接收到所述远程控制单元发送的辐射指令时，通过所述全脉冲信号源单元和所述天线单元复现并辐射所述目标信号以测试雷达告警器。

8.一种雷达信号模拟器，其特征在于，所述雷达信号模拟器至少包含：远程控制单元、权利要求6-7中任一所述的雷达信号模拟器主机。