一种基于雷达信号的波形产生装置的制作方法

1.本发明涉及相控阵雷达靶标技术领域，具体涉及一种基于雷达信号的波形产生装置。


背景技术：

2.为了进一步提升电子对抗作战部队的训练水平，满足未来“背靠背”的电子战对抗试验需求，要求雷达靶标装备具有贴近实战的现代相控阵雷达信号辐射能力，为一体化电子战训练提供逼真的作战目标环境。
3.相控阵雷达靶标作为作战部队的新型训练装备，在系统设计时需要在技术体制、工作方式、系统时序控制、功率灵活控制等方面进行综合考虑，可以逼真模拟作战对象在训练过程中的电磁辐射特性动态变化过程。
4.相控阵雷达靶标作为陆军前沿的训练装备，需要模拟不同体制、不同功能的雷达信号及工作流程，这就要求相控阵雷达靶标系统在体制和架构上应该更加先进，可以模拟雷达低副瓣，波束快速捷变和“间断”跟踪能力，同时还具备更宽的带宽、更高的自由度、更宽的功率控制、更强的信号编程与加载能力。
5.针对目前的作战训练装备，存在以下问题：
6.常规作战训练装备无法提供逼真的作战目标环境，无法提供贴近实战的雷达信号辐射能力，无法构建战场复杂的电磁环境。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种基于雷达信号的波形产生装置，解决现有技术无法构建战场复杂的电磁环境以提供逼真的作战目标环境。
8.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
9.一种基于雷达信号的波形产生装置，包括：
10.上位机模块，根据任务场景规划，完成雷达波形产生的控制参数及时序参数的设定，并将雷达波形产生的控制参数及时序参数下发至接口控制模块；
11.接口控制模块，用于接收上位机模块发送的雷达波形产生的控制参数和时序参数，并进行数据的解算以及高速数据、控制指令与时序参数的分发；
12.数字收发模块，用于雷达信号的产生，接收来自接口控制模块的高速数据、控制指令与时序参数，并根据这些参数设置，按照时序要求和波形产生参数的要求，生成雷达波形的中频信号；
13.射频模块，为各模块提供基准时钟，接收接口控制模块发送的射频参数，将数字收发模块产生的中频信号上变频至设定的工作频率范围内，并输出射频信号。
14.作为本发明的进一步方案，基于雷达信号的波形产生装置，还包括电源模块，电源模块用于把交流电转换为直流电，为接口控制模块、数字收发模块与射频模块供电。
15.作为本发明的进一步方案，接口控制模块中的数据解算通过powerpc进行，高速数
据、控制指令与时序参数的分发通过fpga进行，数字收发模块中的中频信号通过dac生成。
16.作为本发明的进一步方案，上位机模块的界面能够添加不同雷达模型，上位机模块的工作流程为：
17.在雷达模型的信号编辑界面，设定频率类型和波形中心频率；
18.选定调制类型，设定调频带宽和脉冲宽度参数；
19.确定pri类型，pri相关数值参数，并根据时序要求设定时序参数；
20.确定雷达模型参数后，保存参数，启动模型，将模型参数下发。
21.作为本发明的进一步方案，接口控制模块的工作流程为：
22.接口控制模块通过以太网接收上位机模块下发的参数，参数送至模块内的powerpc；
23.powerpc上外挂有ddr缓存，在ddr上进行参数解算和处理；
24.数据解算和处理结束后，通过rapidio把结果送至模块内fpga；
25.fpga把高速数据、控制指令与时序参数通过光纤对外输出。
26.作为本发明的进一步方案，数字收发模块在fpga中直接进行合成数字波形或根据外部输入参数，数字化产生各种任意波形，经dac形成模拟激励信号。
27.作为本发明的进一步方案，射频模块采用全相参直接合成和锁相方式，结合分频、倍频与混频滤波，产生所需的时钟和本振信号；
28.上变频激励完成中频信号的上变频、滤波放大与增益调整功能，生成发射激励信号。
29.本发明的有益效果：
30.本发明采用数字信号处理、多目标信号模拟及波形产生等技术，可以模拟雷达的时域、频域、信号样式、工作模式等，模拟作战对象在训练过程中的电磁辐射特性动态变化的过程，为电子战训练提供逼真的作战目标环境；
31.本发明能够检测现代电子对抗和侦察设备在密集电磁环境下高概率截获不同体制雷达信号，并快速分选识别雷达类型。
附图说明
32.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
33.图1是本发明一种基于雷达信号的波形产生装置的组成框图；
34.图2是本发明的雷达信号模拟原理图。
具体实施方式
35.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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
36.一种基于雷达信号的波形产生装置，如图1所示，包括：
37.上位机模块，可根据任务场景的规划，完成雷达波形产生的控制参数及时序参数的设定，在装置正常工作时，上位机模块通过网口将雷达波形产生的控制参数及时序参数
下发至接口控制模块；
38.在上位机模块界面可添加不同雷达的模型，上位机模块的具体工作流程包括：
39.在雷达模型信号编辑界面，设定频率类型和波形中心频率；选定调制类型，设定调频带宽和脉冲宽度等参数；确定pri类型，pri相关数值参数，并根据时序要求设定cpi延时、cpi延时偏移与总延时等时序参数；确定好雷达模型参数后，保存参数，启动模型，通过网口将模型参数下发；
40.电源模块，电源模块用于把交流电转换为直流电，给接口控制模块、数字收发模块以及射频模块供电；
41.接口控制模块，通过网口接收上位机模块发送的控制参数和时序参数，在模块上的powerpc(performance optimization with enhanced risc
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performance computing)上进行数据的解算，并通过模块内部的fpga(field programmable gate array)进行高速数据、控制指令与时序参数的分发，实现对数字收发模块以及射频模块的通讯和控制；
42.接口控制模块通过千兆以太网接收上位机模块下发的参数，参数送至接口控制模块内的powerpc，powerpc上外挂有ddr(双倍速率同步动态随机存储器)缓存，在ddr上进行参数解算和处理；在数据解算和处理结束后，通过rapidio把结果送至模块内fpga，fpga把时序控制、波形参数等通过光纤对外输出；
43.数字收发模块，用于产生雷达信号，通过光纤接收来自接口控制模块的高速数据、控制指令与时序参数，并根据这些参数设置，按照时序要求和波形产生参数的要求，通过模块内部的dac(数模转换器)产生雷达波形的中频信号；
44.数字收发模块采用fpfa+dac的波形产生体制，在fpga中直接进行合成数字波形，也可以根据外部输入参数，数字化产生各种任意波形，经dac形成模拟激励信号；
45.fpfa+dac的组合，可以直接产生大带宽波形，没有模拟变频、倍频环节，极大的简化了设备量和功耗；
46.射频模块，用于为各模块提供基准时钟，接收接口控制模块发送的射频参数，将数字收发模块产生的中频信号上变频至设定的工作频率范围内，并通过射频口进行输出；
47.射频模块作为频率源为各模块提供基准时钟，采用全相参直接合成和锁相方式生成，以超低相噪的100mhz抗振晶振作为基准，结合分频、倍频、混频滤波等，产生所需的时钟和本振信号；
48.上变频激励完成中频信号的上变频、滤波放大、增益调整等功能，现成发射激励信号。
49.如图2所示，雷达信号产生主要是根据雷达参数产生相应的雷达时序以及雷达波形，通过dac将信号转变为模拟信号，最终发射出去。
50.具体的工作流程如下：
51.通过控制界面设置模拟雷达参数；
52.模拟雷达参数的设置项包括模拟雷达的载频、脉宽、重频等信息；
53.模拟雷达参数通过网络送至接口控制模块进行参数解算；
54.参数解算实时解算系统参数，然后送至数字收发模块，产生相应的雷达信号和时序。
55.据信号频率、带宽以及相关指标分析，波形产生dac选择adi公司的ad9164，支持最
高达6gsps更新速率，支持最高24倍内插，在2
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nrz模式下dac更新速率最大12gsps；
56.波形产生是基于fpga来实现，fpga处理内容主要包括：接收光纤传输的基带iq数据，进行预处理，通过duc(数字上变频)处理，实现任意信号产生，实现与dac之间的jesd204接口的通信。
57.本发明使用时，可通过软件设置不同种类的雷达波形参数，并依据设定时序将雷达信号进行辐射输出；
58.本发明所述波形产生装置在使用时能够生成多路雷达波形，其中以一路雷达作为主信号，可以与时序相关，其它用于模拟背景信号，可作为相控阵雷达靶标训练装备的一部分，共同构建复杂电磁环境，逼真模拟作战场景；
59.在本发明的一个具体实施例中，该装置能够产生十六路雷达波形，其中一路雷达主信号，和时序相关，另外十五路雷达信号用于模拟背景信号。
60.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。