CN206773180U - 宽带雷达目标回波信号模拟设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种宽带雷达目标回波信号模拟设备，属于电子设备技术领域。该宽带雷达目标回波信号模拟设备包括主控单元、射频变换单元、数字射频存储单元和基带信号模拟单元，射频变换单元实现信号变频，数字射频存储单元实现高采样率下的数字基带信号产生和存储，基带信号模拟单元实现了2G带宽的雷达目标回波信号模拟，从而满足大带宽雷达性能检测与验证的需要；同时，本设备可以实现不同信号类型、不同波段雷达信号目标的模拟，满足多型号多类型的雷达设备检测的需要，进而免去使用相对应的外场实验条件，从而有效降低大宽带雷达检测成本，且本实用新型的宽带雷达目标回波信号模拟设备的使用方式简便，应用范围也相当广泛。

Description

宽带雷达目标回波信号模拟设备

技术领域

本实用新型涉及电子设备技术领域，特别涉及雷达目标模拟设备技术领域，具体是指一种宽带雷达目标回波信号模拟设备。

背景技术

雷达自二战期间实用新型以来，在军事领域及民用领域均得到长足的发展。特别在军事领域，以其在目标测量分选、武器系统制导和目标信息获取等方面的独特优势，在自二战至今的70年里，各次重大战争中均体现了雷达的巨大作用。而现今，雷达技术已经成为衡量一个国家电子技术水平的一个重要标志。

对于雷达，业界通常采用模拟仿真的方法对雷达性能进行检测。其仿真主要通过产生贴切实际的雷达回波，对雷达的性能进行真实的检测。而数字射频存储技术又是雷达回波模拟技术的主流。其采用高速模数采样技术，将雷达发射信号转换为数字信号，并通过高速存储器技术，将该数字信号存储一定的时间，然后通过高速数模回放技术，将该数字信号转换成模拟信号发送给雷达。

随着电子技术的发展，雷达技术水平已经发展到大宽带的水平层面。与常规窄带雷达相比，大宽带雷达具有以下优点：(1)抗干扰能力强，大宽带雷达具有较大的处理增益，在接收时回波信号时能将信号能量还原出来，在解扩过程中产生扩频增益。与常规雷达系统相比较具有更强的抗干扰性；(2)具有近程探测能力。大宽带雷达的最小探测距离与距离分辨力大致相等，这一特点使大宽带雷达具有超近程探测能力；(3)大雷达信号具有极高的距离分辨力：由于大宽带雷达的相对带宽大，可以分辨目标的许多散射点，将这些散射点的回波信号积累，可以改善信噪比，其分辨力可以达到厘米量级；(4)具有较强的穿透能力，由于大宽带雷达兼有低频和高频的特点，对地表具有将强的穿透能力，可以探测隐藏目标。

因此，随着大宽带雷达逐步投入使用，大宽带雷达目标模拟信号处理对雷达模拟设备提出新的要求，提供一种能够满足大宽带雷达目标回波信号模拟功能要求，在对大宽带雷达进行性能验证和检测时，免去使用相对应的外场实验条件，从而节约雷达检测成本的目标回波信号模拟设备成为本领域亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够满足大宽带雷达目标回波信号模拟功能要求，在对大宽带雷达进行性能验证和检测时，免去使用相对应的外场实验条件，从而有效降低大宽带雷达检测成本，且使用方式简便，应用范围广泛宽带雷达目标回波信号模拟设备。

为了实现上述的目的，本实用新型的宽带雷达目标回波信号模拟设备具有如下构成：

主控单元，用以进行仿真参数设置和目标航迹模拟，产生雷达目标模拟信息；

射频变换单元，连接所述的主控单元，用以接收雷达发射的射频信号和雷达基准频率信号，并根据该雷达射频信号变频产生中频信号；还用以将模拟产生的雷达目标回波信号变频至主控单元设定的频段后发送至接收雷达；

数字射频存储单元，连接所述的主控单元和所述的射频变换单元，获取并存储所述的雷达目标模拟信息；获取所述的中频信号，产生并存储数字基带信号；以及

基带信号模拟单元，连接所述的主控单元、所述的数字射频存储单元和所述的射频变换单元，用以获取所述的数字基带信号，并根据该数字基带信号模拟产生所述的雷达目标回波信号，并将该雷达目标回波信号发送至所述的射频变换单元。

该宽带雷达目标回波信号模拟设备中，所述的主控单元包括相互连接的三维地图模块、仿真参数设置模块和目标航迹模拟模块，该主控单元通过网线与所述的数字射频存储单元和所述的基带信号模拟单元双向通信。

该宽带雷达目标回波信号模拟设备中，所述的射频变换单元包括相互连接的连续本振模块、衰减模块、频综模块、上变频模块、下变频模块和滤波放大限幅功分器，该射频变换单元用以实现2G带宽的雷达信号上下变频。

该宽带雷达目标回波信号模拟设备中，所述的下变频模块的输出频率范围为：2.8GHz～4.8GHz。

该宽带雷达目标回波信号模拟设备中，所述的数字射频存储单元包括相互连接的信号采集模块、数字下变频模块、大容量信号存储模块和高速接口模块，该数字射频存储单元用以实现高采样率下的雷达数字信号采集与存储。

该宽带雷达目标回波信号模拟设备中，所述射频变换单元装置的输出频率范围为：8～18GHz、18～27GHz和27～40GHz。

该宽带雷达目标回波信号模拟设备中，所述的基带信号模拟单元包括相互连接的高速接口模块、多普勒频率调频模块、目标距离模拟模块、噪声调制模块、幅度控制模块和雷达散射面积模拟模块，用以实现雷达目标回波信号模拟。

该宽带雷达目标回波信号模拟设备中，该宽带雷达目标回波信号模拟设备采用2GHz带宽基准。

该宽带雷达目标回波信号模拟设备中，所述的主控单元、射频变换单元、数字射频存储单元和基带信号模拟单元设置于一个基于CPCI架构的6U15槽机箱中。

该宽带雷达目标回波信号模拟设备中，所述的机箱中还设置有分别连接所述的主控单元、射频变换单元、数字射频存储单元和基带信号模拟单元的电源和背板。

采用了该实用新型的宽带雷达目标回波信号模拟设备，其包括主控单元、射频变换单元、数字射频存储单元和基带信号模拟单元，射频变换单元实现信号变频，数字射频存储单元实现高采样率下的数字基带信号产生和存储，基带信号模拟单元实现了2G带宽的雷达目标回波信号模拟，从而满足大带宽雷达性能检测与验证的需要；同时，本设备可以实现不同信号类型、不同波段雷达信号目标的模拟，满足多型号多类型的雷达设备检测的需要，进而免去使用相对应的外场实验条件，从而有效降低大宽带雷达检测成本，且本实用新型的宽带雷达目标回波信号模拟设备的使用方式简便，应用范围也相当广泛。

附图说明

图1为本实用新型的宽带雷达目标回波信号模拟设备的系统示意图。

图2为本实用新型的宽带雷达目标回波信号模拟设备的功能框图。

图3为本实用新型的宽带雷达目标回波信号模拟设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参阅图1所示，为本实用新型的宽带雷达目标回波信号模拟设备的系统示意图。

在一种实施方式中，该宽带雷达目标回波信号模拟设备包括：主控单元、射频变换单元、数字射频存储单元和基带信号模拟单元。

其中，主控单元用以进行仿真参数设置和目标航迹模拟，产生雷达目标模拟信息。

射频变换单元，连接所述的主控单元，用以接收雷达发射的射频信号和雷达基准频率信号，并根据该雷达射频信号变频产生中频信号；还用以将模拟产生的雷达目标回波信号变频至主控单元设定的频段后发送至接收雷达。

数字射频存储单元连接所述的主控单元和所述的射频变换单元，获取并存储所述的雷达目标模拟信息；获取所述的中频信号，产生并存储数字基带信号。

而基带信号模拟单元连接所述的主控单元、所述的数字射频存储单元和所述的射频变换单元，用以获取所述的数字基带信号，并根据该数字基带信号模拟产生所述的雷达目标回波信号，并将该雷达目标回波信号发送至所述的射频变换单元。

在优选的实施方式中，所述的主控单元包括相互连接的三维地图模块、仿真参数设置模块和目标航迹模拟模块，该主控单元通过网线与所述的数字射频存储单元和所述的基带信号模拟单元双向通信。所述的射频变换单元包括相互连接的连续本振模块、衰减模块、频综模块、上变频模块、下变频模块和滤波放大限幅功分器，该射频变换单元用以实现2G带宽的雷达信号上下变频。其中，所述的数字下变频模块的输出频率范围为：2.8GHz～4.8GHz。所述的数字射频存储单元包括相互连接的信号采集模块、数字下变频模块、大容量信号存储模块和高速接口模块，该数字射频存储单元用以实现高采样率下的雷达数字信号采集与存储。其中所述射频变换单元装置的输出频率范围为：8～18GHz、18～27GHz和27～40GHz。所述的基带信号模拟单元包括相互连接的高速接口模块、多普勒频率调频模块、目标距离模拟模块、噪声调制模块、幅度控制模块和雷达散射面积模拟模块，用以实现雷达目标回波信号模拟。且本设备采用2GHz带宽基准。

在更优选的实施方式中，所述的主控单元、射频变换单元、数字射频存储单元和基带信号模拟单元设置于一个基于CPCI架构的6U15槽机箱中。所述的机箱中还设置有分别连接所述的主控单元、射频变换单元、数字射频存储单元和基带信号模拟单元的电源和背板。

在实际应用中，本实用新型的宽带雷达目标回波信号模拟设备，包括一套主控单元、一套射频变换单元、一套数字射频存储单元和一套基带信号模拟单元，四套装置集中于一个标准的6U15槽的机箱中，其中机箱除上述的四套装置以外，还搭载电源模块和背板等所必要的基本硬件设施。

如图1所示，主控单元搭载三维地图控件，仿真参数设置软件和目标航迹模拟软件，用户根据实际需求，在三维地图上标注目标运动航迹；根据用户标注，目标航迹模拟软件产生相对应的雷达目标模拟信号所需要的信息，通过仿真参数设置软件将这些信息下发至其他装置，用户同时通过仿真参数设置软件设置其他必要参数和信息。

数字射频存储单元主要具有三项功能；一、通过网线接收主控单元传输过来的基本信息，并将这些基本信息传输至射频变换单元，产生相对应的本振信号与基准信号；二、通过网线接收主控单元传输过来的仿真参数和信息，并进行缓存，待仿真开始后，将仿真参数和信息发送至基带信号模拟单元；三、对射频变换单元传输过来的中频信号，针对其具有2G带宽的特点，在数字域对信号进行串并转换，转换为32路，并进行数字下变频处理，经过多相滤波处理后，将信号缓存只外挂存储器中，待基带信号模拟单元需要对雷达信号进行目标模拟时，通过高速数字接口，数字射频存储单元将信号传输至基带信号模拟单元。

射频变换单元，其用于接收雷达射频信号和发射雷达目标模拟信号，其中雷达射频信号工作波段为8～18GHz、18～27GHz和27～40GHz。在接收时，将接收到的信号根据用户在主控单元的设置，选择其中一个波段工作。然后选择相对应的本振统一下变频到6～18GHz。随后，还需要再经过一次模拟信号的下变频处理，得到2.8GHz～4.8GHz的中频信号。2.8GHz～4.8GHz的中频信号通过射频电缆传输至数字射频存储单元。在发射时，基带信号模拟单元输出相对应的目标模拟信号至射频变换单元，经过本振上变频至6～18GHz频段。随后，通过主控单元控制微波开关，选通一路射频频段，8～18GHz，18～27GHz和27～40GHz三个波段需要再经过三个本振上变频到对应的频段。

基带信号模拟单元通过高速数字接口接收数字射频存储单元发送过来的雷达基带信号，并针对2G带宽信号的要求，完成多相并行多普勒调制、基于采样率的高精度目标模拟延时和信号数字域幅度调制，完成雷达基带目标回波信号模拟；并通过数字上变频和数模转换，将雷达信号通过射频电缆传输至射频单元。

具体如图2所示，接收前端和发射端即为射频变换单元。用户通过主控单元设置雷达当前工作频率，控制接收前端和发射端的工作本振，完成对雷达射频信号的模拟域上下变频；将接收前端将雷达射频信号下变频至2.8G～4.8G的中频信号后，送入数字射频单元，完成数字信号采集和数字下变频后，并将基带数字信号进行存储；待仿真开始后，将数字基带信号发送至基带信号模拟单元，完成雷达目标回波信号模拟，并完成数字信号上变频和数模转换，将模拟域的雷达目标模拟信号送至发射端；发射端将雷达目标模拟信号上变频至相对应的雷达射频信号频段，发送至接收雷达。

其中，主控单元利用以太网与数字射频单元双向互通，利用SPI协议并行串口与射频变换单元双向互通。接收前端利用线馈方式接收雷达信号，并利用SMA接口和射频电缆与数字射频存储单元完成信号传输；数字射频存储单元利用光纤接口与基带信号模拟单元完成数字信号传输；基带信号模拟单元利用射频电缆与SMA接口与发射端完成雷达模拟信号传输；发射端利用线馈方式将模拟信号发送至接收雷达。

如图3所示，本实用新型设备由一个标准CPCI机箱组成。其包含一个高度为9U的机箱、背板、电源、导槽、风扇以及7块高度为6U的插板组成，插板分别为：

(1)一块主控单元插板，高度6U，宽度16hp，完成设备整体状态控制；

(2)一块数字射频存储单元插板，高度6U，宽度8hp，完成数字域信号的采集与存储；

(3)一块基带信号模拟单元插板，高度6U，宽度8hp，完成雷达目标模拟信号的产生与数模转换；

(4)一块8～18GHz上下变频单元插板，高度6U，宽度16hp完成8～18GHz信号的模拟域上下变频功能；

(5)一块18～27GHz上下变频单元插板，高度6U，宽度16hp完成18～27GHz信号的模拟域上下变频功能；

(6)一块27～40GHz上下变频单元插板，高度6U，宽度16hp完成27～40GHz信号的模拟域上下变频功能；

(7)一块频率综合单元插板，高度6U，宽度16hp完成产生设备所需要的所有模拟域射频或中频信号；

本实用新型的宽带雷达目标回波信号模拟设备对外接口包括系统输入接口和系统输出接口。

其中，系统输入接口包括：

(1)一路雷达射频信号输入，用于接收雷达发射的射频信号，SMA接口，放置于机箱背板；

(2)一路基准输入信号输入，用于接收雷达的基准频率信号，SMA接口，放置于机箱背板；

(3)一路PRF同步脉冲信号输入，用于接收雷达同步信号，SMA接口，放置于机箱背板；

(4)一路输入输出视频信号接口：BNC-50K，用于系统主控单元与显示设备连接，BNC-50K，放置于机箱背板；

系统输出接口包括：

(1)一路雷达射频信号输出，用于发送雷达回波模拟射频信号，SMA接口，放置于机箱背板。

采用了该实用新型的宽带雷达目标回波信号模拟设备，其包括主控单元、射频变换单元、数字射频存储单元和基带信号模拟单元，射频变换单元实现信号变频，数字射频存储单元实现高采样率下的数字基带信号产生和存储，基带信号模拟单元实现了2G带宽的雷达目标回波信号模拟，从而满足大带宽雷达性能检测与验证的需要；同时，本设备可以实现不同信号类型、不同波段雷达信号目标的模拟，满足多型号多类型的雷达设备检测的需要，进而免去使用相对应的外场实验条件，从而有效降低大宽带雷达检测成本，且本实用新型的宽带雷达目标回波信号模拟设备的使用方式简便，应用范围也相当广泛。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (10)

1.一种宽带雷达目标回波信号模拟设备，其特征在于，该设备包括：

主控单元，用以进行仿真参数设置和目标航迹模拟，产生雷达目标模拟信息；

射频变换单元，连接所述的主控单元，用以接收雷达发射的射频信号和雷达基准频率信号，并根据该雷达射频信号变频产生中频信号；还用以将模拟产生的雷达目标回波信号变频至主控单元设定的频段后发送至接收雷达；

数字射频存储单元，连接所述的主控单元和所述的射频变换单元，获取并存储所述的雷达目标模拟信息；获取所述的中频信号，产生并存储数字基带信号；

基带信号模拟单元，连接所述的主控单元、所述的数字射频存储单元和所述的射频变换单元，用以获取所述的数字基带信号，并根据该数字基带信号模拟产生所述的雷达目标回波信号，并将该雷达目标回波信号发送至所述的射频变换单元。

2.根据权利要求1所述的宽带雷达目标回波信号模拟设备，其特征在于，

所述的主控单元包括相互连接的三维地图模块、仿真参数设置模块和目标航迹模拟模块，该主控单元通过网线与所述的数字射频存储单元和所述的基带信号模拟单元双向通信。

3.根据权利要求1所述的宽带雷达目标回波信号模拟设备，其特征在于，

所述的射频变换单元包括相互连接的连续本振模块、衰减模块、频综模块、上变频模块、下变频模块和滤波放大限幅功分器，该射频变换单元用以实现2G带宽的雷达信号上下变频。

4.根据权利要求3所述的宽带雷达目标回波信号模拟设备，其特征在于，所述的下变频模块的输出频率范围为：2.8GHz～4.8GHz。

5.根据权利要求1所述的宽带雷达目标回波信号模拟设备，其特征在于，

所述的数字射频存储单元包括相互连接的信号采集模块、数字下变频模块、大容量信号存储模块和高速接口模块，该数字射频存储单元用以实现高采样率下的雷达数字信号采集与存储。

6.根据权利要求4所述的宽带雷达目标回波信号模拟设备，其特征在于，所述射频变换单元装置的输出频率范围为：8～18GHz、18～27GHz和27～40GHz。

7.根据权利要求1所述的宽带雷达目标回波信号模拟设备，其特征在于，

所述的基带信号模拟单元包括相互连接的高速接口模块、多普勒频率调频模块、目标距离模拟模块、噪声调制模块、幅度控制模块和雷达散射面积模拟模块，用以实现雷达目标回波信号模拟。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的宽带雷达目标回波信号模拟设备，其特征在于，该宽带雷达目标回波信号模拟设备采用2GHz带宽基准。

9.根据权利要求1所述的宽带雷达目标回波信号模拟设备，其特征在于，所述的主控单元、射频变换单元、数字射频存储单元和基带信号模拟单元设置于一个基于CPCI架构的6U15槽机箱中。

10.根据权利要求9所述的宽带雷达目标回波信号模拟设备，其特征在于，所述的机箱中还设置有分别连接所述的主控单元、射频变换单元、数字射频存储单元和基带信号模拟单元的电源和背板。