[发明专利]基于数字信号处理的射频阵列瞬时带宽扩展方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于数字信号处理的射频阵列瞬时带宽扩展方法及系统，包括：获取目标参数信息并处理，生成三路数字信号数据；光纤数据接收单元将所述三路数字信号数据进行封包处理；射频阵列瞬时带宽扩展单元对封包后的数字信号数据进行解包、幅相补偿滤波处理，并将处理后的数据传输至阵列馈电单元；阵列馈电单元对所述处理后的数据进行幅度相位控制后，得到调制后的射频信号；天线阵列辐射所述射频信号，并在空间上模拟目标位置的回波信号。本发明在传统射频仿真系统基础上增加了射频阵列瞬时带宽扩展模块完成系统瞬时带宽扩展，降低了仿真系统的复杂度和构建成本，并能够缩短研制周期，提高了半实物仿真试验系统的瞬时带宽覆盖面。

技术领域

本发明涉及宽带射频目标模拟的技术领域，具体地，涉及一种基于数字信号处理的射频阵列瞬时带宽扩展方法及系统。

背景技术

在军事应用中，对雷达的作用距离、分辨能力、测量精度等性能指标提出了越来越搞得要求。宽带线性调频信号具有良好的脉冲压缩特性,在现代雷达系统中得到了广泛应用。为应对各种宽带雷达信号存在的战场环境高逼真电磁环境内场重构的需求，提升瞬时大带宽的雷达信号模拟能力，需要一种可以进行宽带信号目标信号模拟的半实物仿真方法。

传统的宽带射频仿真系统多为瞬时窄带系统，即工作带宽可以涵盖C～ka，但是只能模拟瞬时窄带的雷达信号或者雷达回波信号。传统的射频阵列系统主要由馈电控制系统、射频馈电通道以及天线阵列组成。控制原理采用波音公司提出的幅度重心公式，即通过控制三元组天线输出信号的幅度相位实现三元组内目标角位置的精确模拟。三元组天线的三个链路的幅相主要受射频馈电通道，即控制系统解算出馈电通道各个支路上的衰减器、移相器的控制字发送给馈电通道，最终合成精确的角位置。由于射频馈电通道的衰减器、移相器均为仅能用单一频点控制的窄带射频器件，其他非控制字频点上存在非理想的传输特性，宽带信号经过系统后会产生严重的失真现象，难以实现有效带宽内的幅相调制，因此传统的射频仿真系统均多为瞬时窄带系统。

传统的射频仿真系统升级为瞬时宽带系统，理论上可以通过将馈电系统中的所有窄带器件全部替换成宽带器件，但是目前宽带衰减器及移相器等器件还未能达到工程级别，且价格昂贵、系统改造成本急剧增加。

专利文献为CN111562553A的中国发明专利公开了一种提高射频半实物仿真宽带信号角模拟精度的方法，包括如下步骤：信号模拟单元生成仿真用的宽带射频信号，并可根据所需要模拟的角度对相应通道的信号幅度相位进行控制；天线阵列馈电通道将信号模拟单元生成的宽带信号传输到天线阵列的不同辐射位置；测量单元对信号模拟单元和天线阵列馈电通道单元共同构成的射频链路进行参数测量，其中包括幅频特性测量和相频特性测量，为信号模拟单元控制宽带信号的幅相提供参考数据。

但是专利文献为CN111562553A仅是针对模拟雷达辐射信号的射频半实物仿真系统，无法提高模拟雷达回波信号的射频半实物仿真系统的宽带角模拟精度。系统引入了数字化平台，但幅相补偿方式依然是采用传统幅相表，补偿后的角模拟精度主要有表中的频率步进Δf决定。想要获得较高的角模拟精度，需要选择步进较小，而较小的频率步进会极大的提高校准的工作量，效率较低，且大规模推广应用于主流的射频半实物仿真系统中，普适性差。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于数字信号处理的射频阵列瞬时带宽扩展方法及系统。

根据本发明提供的一种基于数字信号处理的射频阵列瞬时带宽扩展方法，包括：

步骤S1：信号处理模块获取目标参数信息并处理，生成三路数字信号数据；

步骤S2：光纤数据收发模块对所述三路数字信号数据进行封包处理，得到封包后的数字信号数据并发送至射频阵列瞬时带宽扩展单元；

步骤S3：射频阵列瞬时带宽扩展单元对所述封包后的数字信号数据进行解包、幅相补偿滤波处理，得到处理后的数据；