[发明专利]一种宽带相参雷达目标模拟器

说明书

技术领域

本发明涉及一种宽带相参雷达目标模拟器(简称雷达模拟器)，属于宽带雷达目标信号模拟校验技术领域，它在高分辨率雷达修理后或研制过程中完成对雷达参数校验及性能测试。

背景技术

具有瞬时超带宽雷达，因其高的距离分辨率、抗干扰能力强、优秀目标检测和识别能力等优点，受到世界各国的普遍重视，如美国部署的地基成像雷达(GBR)，其中心频率在x波段、瞬时带宽1GHz，可探测距离为4000Km，距离分辨率为15cm；德国、加拿大、荷兰联合研制的x波段有源舰载雷达APAR等(文树梁，袁起，秦忠宇。宽带相控阵雷达的设计准则与发展方向[J].系统工程与电子技术，2010，27(6)：1007-1008)。超宽带雷达在空间监视、导弹防御以及反隐身等方面具有重大战略意义。国内开展超宽带雷达科研工作相对较晚，但已取得一定的研究成果，然而在超宽带雷达系统的研制和调试过程中对雷达系统性能评估通过外场试验耗资巨大，难以全面测量雷达系统在各种复杂环境下的性能参数(张燕青，屈红刚。某雷达目标模拟器的软硬件设计[J].火控雷达技术，2004，33(4)：61-62)，于是刘夷等人研制了一种宽带雷达回波信号模拟器，该模拟器采用了基于FPGA+A D9957结构，以固定点目标为例分析了ISAR信号目标回波的特点，最大输出带宽为200MHz，满足了工程要求。(刘夷，宿绍莹，陈曾平。一种宽带雷达回波信号模拟器设计[J]。雷达科学与技术，2010，08(2)：125-126)。随着现代高分辨雷达的输出带宽越来越高，雷达接收到的目标回波已不再是点目标，而是沿距离展开的距离像，对宽带回波信号模拟需要进一步的研究和论证，于是王超等人实现了一种基于宽带数字射频存储器和数字图像合成器的高分辨雷达目标回波模拟器，采用去斜率处理来降低系统中频处理带宽，对其进行相应的调制后重构信号，从而模拟各种运动目标回波信号(王超，李毅，袁乃昌。高分辨雷达目标回波模拟器设计[J]。系统工程与电子技术，2007，29(2)：1268-1269)，并且江海清等人设计了雷达欺骗干扰信号调制器，模拟了雷达回波干扰信号(江海清，高梅国，李云杰，王宗博。基于FPGA的雷达欺骗干扰信号调制器的设计[J]。现代雷达，2008，30(8)：31-32)，然而现代宽带雷达带宽达到1GHz以上，刘夷、王超等人研制的高分辨率雷达模拟器不能满足超带宽要求，此外雷达信号Stretch处理会对成像带来误差，需要对其进行补偿。

发明内容

1、目的：本发明的目的在于提供一种宽带相参雷达目标模拟器，在x波段上实现1.3GHz带宽，它解决了现有技术中存在的问题。该雷达模拟器以我国某在研的海基超宽带、高分辨率雷达为适用对象，通过空馈方式接收海基雷达发射的调频步进频信号，并对其进行相应的距离、速度、幅度调制后重构发射信号，再通过天线辐射给海基雷达，从而模拟目标各种运功状态。

2、技术方案：如图1所示，本发明一种宽带相参雷达目标模拟器，是由接收端、发射端、功分器、下混频器、上混频器、瞬时测量接收机、DSP处理器、干扰调制器、PC机(目标散射模型)、目标回波时延补偿、调频步进频本振源、高分辨率雷达信号模拟模块组成；它们之间的位置连接关系及信号走向是：舰载雷达发射x波段调频步进频信号，雷达模拟器通过喇叭天线接收该信号，调频步进频本振源产生x波段、带宽为1.3G本振信号，经下混频去斜后产生中频信号，该中频信号经功分器分成两路，一路送给瞬时测量接收机完成对雷达载频信号，雷达脉冲重复周期、脉宽、脉幅参数的测量；一路送给高分辨率雷达信号模拟模块完成高分辨率一维目标距离像的模拟。高分辨率雷达信号模拟模块由DRFM模块(数字射频存储器)和目标回波信号模拟模块组成。DRFM模块完成目标信号采样、数字序列存储，目标回波信号模拟模块完成对DRFM存储的数字序列进行距离调制、幅度调制和多普勒调制，并将结果送回到DRFM模块中。由于目标回波时延对去斜率处理的脉压主副比(RMS)影响严重，本发明加入了目标回波时延补偿，解决去斜率时延的增大，RMS衰减问题。经补偿的中频信号送往干扰调制器。瞬时测量接收机测量出的雷达参数由DSP处理器处理后得出最佳欺骗干扰并将结果送给干扰调制器，高分辨率一维目标距离像由干扰调制器调制后与调频步进频本振源上混频经射频端喇叭向舰载雷达辐射出去。PC机(目标散射模型)为雷达模拟器提供各种目标散射模型，同时控制目标回波信号模拟模块和干扰调制器协调工作，模拟产生了一个宽带雷达回波目标、欺骗干扰信号或是二者合成信号。由于上混频/下混频采用同一本振源，回放的雷达回波信号与雷达发射信号相参，满足舰载雷达回波相参技术要求。