[发明专利]一种相控阵地面系统试验平台

权利要求书

1.一种相控阵地面系统试验平台，其特征在于，包括：超宽带射频接收单元、中频处理单元、超宽带射频发射单元、超宽带可变本振单元、仿真控制与人机交互单元、恒温槽、供电电源、模拟器；

所述超宽带射频接收单元，用于接收射频输入信号，对其进行处理得到幅度恒定、中心频率确定的中频信号输出至中频处理单元；

所述中频处理单元，用于接收所述超宽带射频接收单元输出的中频信号，对其进行信号调制及高速A/D采样后，转换为数字信号等待处理；对A/D采样数据进行大容量深度数据缓存；接收所述仿真控制与人机交互单元下发的模拟参数，进行大范围、高精度、高速动态的时延及多普勒频率模拟；根据实测模拟器幅度和群时延波动曲线以及用户设置的幅频和群时延特性曲线，实现模拟器自身非理想特性的矫正并进行幅度和群时延特性模拟；对经过多种模拟处理后的数字信号进行D/A转换及幅度调整，输出至超宽带射频发射单元；

所述超宽带射频发射单元，用于接收在所述中频处理单元中经过多种模拟处理、D/A转换、幅度调整后得到的模拟信号，对其进行功率调整、滤波、衰减控制及多级变频后，产生射频信号输出；

所述超宽带可变本振单元，用于利用模拟器模拟本地或外部输入的参考时钟信号，生成超宽带射频接收、发射单元及中频处理单元所需的各级本振及时钟信号；

所述仿真控制与人机交互单元，用于提供方便、易操作的人机交互界面，接受用户对动态场景的设定；依设定场景生成控制参数；实时输出、显示模拟器当前的工作状态及模拟数据；

所述恒温槽，用于对超宽带射频接收单元、发射单元及超宽带可变本振单元进行恒温控制；

所述供电电源，用于为超宽带射频接收单元、超宽带射频发射单元、超宽带可变本振单元、中频处理单元及恒温槽提供工作时所需的电源；

所述模拟器，用于在所述仿真控制与人机交互单元的控制下完成中频处理单元中的各类模拟工作；模拟本地或外部输入的参考时钟信号；上电后使供电电源产生各单元及恒温槽工作时所需工作电源；

所述中频处理单元进行时延及多普勒频率模拟的具体过程如下：

S11：利用本振信号将宽带、任意波形输入信号解调到复基带；

S12：对复基带信号进行高速采样及深度存储；

S13：根据星地位置变化规律及存储的采样序列，采用高精度动态内插处理预生成复基带延时重构信号对应的离散序列；同时采用星地距离分段多项式拟合产生本振多普勒信号对应的离散序列；将两者在数字域进行合成；

S14：通过精确控制模拟的外放时刻、并经D/A转换及上变频处理产生最终的模拟输出信号；

在所述S13中，高精度动态内插处理的步骤具体如下：

S1311：先对复基带信号进行采样、缓存，并将需模拟的延时量分解为变化延时分量、初始小数周期延时分量及初始整数周期延时分量三部分；

S1312：利用变化延时分量及初始小数周期延时分量，通过对复基带采集信号按延时变化规律来构造经初始小数周期延时及变化周期延时后的离散序列；

S1313：然后叠加整数周期延时分量，经D/A转换产生延时重构信号；

在所述步骤S13中，高精度动态内插处理过程具体如下：

对复基带信号S_B(t)以T_s为间隔进行高速采样，得到采样序列{S_B(n)}；对前向链路的时间延时τ(t)以同样的间隔进行离散化处理得到{τ(n)}，并将其按下式分解：

τ(n)＝τ(0)+τ_v(n)

其中，τ(0)为初始延时，τ_v(n)为变化的延时，将τ(n)用采样间隔T_s来表示，可得：

τ(n)＝[α_in+α_d+α_v(n)]×T_s

＝[α_in+α_vd(n)]×T_s

其中，α_in为初始延时的整周期个数，α_d为初始延时的小数周期个数，α_v(n)为变化的延时所对应的周期数，α_vd(n)为初始小数延时的周期个数与变化延时所占的周期个数之和，且α_vd(0)＝α_d；

则复基带信号S_B(t)的S′_B(t)对应的离散形式为：

S′_B(n)＝S_B[n-α_in-α_vd(n)]

为产生信号延时重构信号S_rB(t)，先利用数字技术产生S′_B(n)，再进行相应的数模转换即可得到延时重构信号S_rB(t)；

星地距离分段多项式拟合的具体过程如下：

S1321：设星地距离R(t)在任意[t₀,t₀+3T₀]时间段内的变化规律可用3次动态运动模型高精度逼近，即：

其中，R(t₀)为段内初始距离，v为段内初始速度，a为段内初始加速度，为段内加加速度；

S1322：将τ(t)＝R(t)/c代入S_D(t)，可得：

其中：

则按上式计算即可得到多普勒频率信号S_D(t)。