一种模拟舰艇散射特征的装置及方法与流程

一种模拟舰艇散射特征的装置及方法
1.技术领域
2.本发明涉及一种模拟舰艇散射特征的装置及方法，属于射频仿真技术领域。


背景技术：

3.当前大型水面舰艇模拟靶，非1:1尺寸模拟目标，一般通过安装无源角反实现散射特征的模拟。先通过仿真计算船上不同位置放置何种大小的角反，方位俯仰角度如何。布置完成后再通过飞机带雷达在空中对其进行检测，根据检测结果再进行调整。若模拟对象出现变化，则需要重复以上的工作。角反的安装需要进行焊接架设等费事费力的工作，周期长，操作繁琐。
4.在船航行时，由于角反面积较大，阻力非常大，船很难达到要求的航速；大量的角反器需要在暗室内进行逐个rcs测试，费用高昂。
5.综上，现有的技术存在使用操作繁琐、影响航行、费用较高等缺点。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种模拟舰艇散射特征的装置及方法，以解决现有技术使用操作繁琐、影响航行、费用较高缺陷。
7.一种模拟舰艇散射特征的装置，包括：单散射点，包括组装箱，所述组装箱设有倾角传感器，所述倾角传感器两端设有定位定向设备；所述组装箱顶部设有二维云台，所述二维云台的一端设有接收天线，另一端设有发射天线；所述组装箱内设有主控计算机，监测模块、io板、微波模块、功放、电源模块和网络交换机；所述二维云台、定位定向设备和倾角传感器通过网转串与网络交换机连接通信；所述网络交换机与主控计算机连接通信，所述主控计算机输出端与微波模块连接，所述微波模块输出端与监测模块连接，监测模块与主控计算机连接通信；所述微波模块与功放连接，所述功放连接有耦合；所述电源模块用于给整个装置提供电源，所述io板用于主控计算机控制总线控制转变为微波器件ttl控制信号。
8.进一步地，所述发射天线包括两个，其一与功放连接，另一与耦合连接，所述接收天线与微波模块连接。
9.进一步地，所述电源模块连接有ac/dc电源模块。
10.进一步地，所述定位定向设备为差分gps测向设备，用于对单个散射点的位置、初始方位测定。
11.进一步地，所述二维云台用于接收天线和发射天线的指向控制。
12.进一步地，所述监测模块用于将微波模块耦合出的信号进行检波放大，通过ad采
样后变为幅度码传送至主控计算机，作为系统自检使用。
13.一种采用上述任一项所述模拟舰艇散射特征的装置的方法，所述方法包括：定位定向设备通过通信网络实时获取的位置信息发送控制计算机，作为引导指向计算使用；倾角传感器将测量的散射点坐标、方位和姿态信息发给控制计算机，控制计算机结合位置信息计算云台理论指向的方位角度和俯仰角度；控制计算机根据计算的角度实时控制云台的方位角度和俯仰角度，使用云台上天线对准雷达；多个散射点的大小由控制计算机控制其回波强度，最终在雷达上显示为一个大型水面目标，实现大型水面舰艇的散射特征有源模拟。
14.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：本发明减少架设工作量，无源rcs模拟架设角反特别多，需要焊接安装，工作量较大，而有源只需要将散射点放置到位即可；对比无源rcs模拟，有源rcs模拟可以减少风阻，提高船的航速；较少测试费用，无源散射点需要在暗室进行测试和实际测量，费用特别高，而有源通过仪表简单测试完成；有源rcs模拟可灵活设置，而无源rcs模拟比较固定。
附图说明
15.图1是本发明单散射点结构图；图2是本发明多散射点布置图；图3是本发明原理框图；图4是本发明组装箱内部示意图；图中：1、接收天线；2、组装箱；3、二维云台；4、发射天线；5、定位定向设备；6、倾角传感器；21、主控计算机；22、电源模块；23、功放；24、网络交换机；25、io板；26、微波模块；27、检测模块。
具体实施方式
16.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
17.如图1-图4所示，公开了一种模拟舰艇散射特征的装置，包括：单散射点，包括组装箱2，所述组装箱设有倾角传感器6，所述倾角传感器6两端设有定位定向设备5；所述组装箱2顶部设有二维云台3，所述二维云台3的一端设有接收天线1，另一端设有发射天线4；所述组装箱内设有主控计算机21，监测模块27、io板25、微波模块26、功放23、电源模块22和网络交换机24；所述二维云台3、定位定向设备5和倾角传感器6通过网转串与网络交换机24连接通信；所述网络交换机24与主控计算机21连接通信，所述主控计算机21输出端与微波模块26连接，所述微波模块26输出端与监测模块27连接，监测模块27与主控计算机21连接通信；所述微波模块26与功放23连接，所述功放23连接有耦合；所述电源模块22用于给整个装置提供电源，所述io板25用于主控计算机21控制总
线控制转变为微波器件ttl控制信号；收发天线1：每个散射点含三个天线，分别为h极化接收天线、h极化发射天线和v极化发射天线；微波模块26：实现接收小信号的放大、幅度控制、开关、信号监测。微波模块接收到导引头信号，进行放大后耦合一路监测信号到监测板、另一路幅度控制调整后进入功放；监测模块27：将微波模块耦合出的信号进行检波放大，ad采样后变为幅度码传送至主控计算机，作为系统自检使用；io板25：将主控计算机控制总线控制转变为微波器件ttl控制信号；功放23：主散射点采用20w功放。副散射点采用2w功放；网转串：将所有外接串口设备转换为网络接口；网络交换机24：实现系统内部和外部网络交互；二维云台：采用2维小型云台，实现天线指向控制；定位定向设备5：为一台差分gps测向设备，实现对单个散射点的位置、初始方位测定；倾角传感器6：测单个散射点的姿态信息；主控计算机21：采用实时控制系统的主控计算机，控制微波链路增益和关断，系统的bit监测、天线指向解算和控制，对外数据交互以及试验过程数据记录；电源模块22：每个机箱内部放置一套电源模块，实现ac/dc电源转换，控制机箱内部1套电源模块、辅助机箱内部1套电源模块，所述电源模块连接有ac/dc电源模块；在本实施例中，所述发射天线包括两个，其一与功放连接，另一与耦合连接，所述接收天线与微波模块连接。
18.一种采用上述任一项所述模拟舰艇散射特征的装置的方法，所述方法包括：定位定向通过通信网络实时获取的位置信息发送控制计算机，作为引导指向计算使用；倾角传感器将测量的散射点坐标、方位和姿态信息发给控制计算机，控制计算机结合位置信息计算云台理论指向的方位角度和俯仰角度；控制计算机根据计算的角度实时控制云台的方位角度和俯仰角度，使用云台上天线对准雷达；多个散射点的大小由控制计算机控制其回波强度，最终在雷达上显示为一个大型水面目标，实现大型水面舰艇的散射特征有源模拟。
19.其中：散射点通过接收雷达照射信号后，微波模块对小信号进行初步放大，放大后经由功放放大输出至发射天线，空间辐射出信号，实现回波信号的增强。
20.如图3所示，本发明的基本原理是采用恒增益放大链路实现雷达回波信号增强。主要通过以下方式实现：收发天线间采用微波放大链路实现信号的增强，首先根据所模拟对象rcs设计链路的增益值；选择雷达相应频段的放大器、滤波器、隔离器、衰减器等器件，通过组合，达到目标增益；采用空间隔离和低副瓣天线实现收发天线之间的隔离，两个天线间的隔离度要比微波放大链路大15db，防止收发自激；
采用云台跟踪系统，获取散射点位置、方位、姿态和雷达的位置信息计算出收发波束的指向，控制云台跟踪雷达。
21.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。