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CN113985373B - 基于多点模型的海杂波特征展宽模拟方法、系统及介质 - Google Patents

基于多点模型的海杂波特征展宽模拟方法、系统及介质 Download PDF

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CN113985373B
CN113985373B CN202111286755.9A CN202111286755A CN113985373B CN 113985373 B CN113985373 B CN 113985373B CN 202111286755 A CN202111286755 A CN 202111286755A CN 113985373 B CN113985373 B CN 113985373B
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朱永前
金科
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Abstract

本发明公开多点模型的海杂波特征展宽模拟方法、系统及介质，测量变频后的雷达信号，获得测量结果；根据脉冲幅度和预设的脉冲幅度工作门限条件，对雷达信号进行自动增益控制获得接收信号；对通过自动增益控制幅度平衡后的接收信号进行下变频至中频信号；基于中频信号产生杂波多点信号的基带信号并完成杂波多点信号幅度及展宽调制信号的调制，获得杂波干扰信号；对杂波干扰信号进行延迟、幅度调制和多普勒调制获得模拟雷达信号，并将模拟雷达信号进行上变频后辐射给被试雷达。本发明模拟杂波信号，具备模拟杂波幅度调制输出功能，满足海杂波对抗训练测试、海杂波信号模拟等级定量测试的模拟需求。

Description

基于多点模型的海杂波特征展宽模拟方法、系统及介质
技术领域
本发明涉及基于基于多点模型的海杂波特征展宽模拟方法、系统及介质，属于海杂波特征展宽模拟技术领域。
背景技术
由于多点幅度信号调制海杂波特征精细模拟技术属于海杂波幅度模拟技术中的高新产业，目前尚未步入发达阶段，是高新技术产品，尤其在军用领域，尚未见多点幅度调制杂波信号模拟技术成熟应用。随着海战对抗的实战演习和训练需要，迫切需要研究海杂波特征精细模拟技术。多点模型的海杂波特征展宽模拟方法需要针对对海警戒雷达等进行杂波信号调制方法的模拟。在对海警戒雷达面对的复杂海情情况下，多点模型的海杂波特征展宽模拟方法的真实性和实时性成为了杂波特征生成方法的难点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供多点模型的海杂波特征展宽模拟方法、系统及介质。
为达到上述目的，本发明提供基于多点模型的海杂波特征展宽模拟方法，包括：
步骤1，对获取的雷达信号进行变频，测量变频后的雷达信号，获得包括频率、脉冲周期、脉冲宽度和脉冲幅度的测量结果；
步骤2，根据脉冲幅度和预设的脉冲幅度工作门限条件，对雷达信号进行自动增益控制，获得接收信号；
步骤3，对通过自动增益控制幅度平衡后的接收信号进行下变频至中频信号；
步骤4，基于中频信号产生杂波多点信号的基带信号，对基带信号完成杂波多点信号幅度及展宽调制信号的调制，获得杂波干扰信号；
步骤5，对杂波干扰信号模拟中频雷达信号进行延迟、幅度调制和多普勒调制获得模拟雷达信号，并将模拟雷达信号进行上变频后辐射给被试雷达。
基于多点模型的海杂波特征展宽模拟系统，用于执行上述所述的方法，包括：AGC控制组件单元，用于对获取的雷达信号进行变频，测量变频后的雷达信号，获得包括频率、脉冲周期、脉冲宽度和脉冲幅度的测量结果，用于根据脉冲幅度和预设的脉冲幅度工作门限条件对雷达信号进行自动增益控制，获得接收信号；
射频接收单元，用于对通过自动增益控制幅度平衡后的接收信号进行下变频至中频信号；
多点幅度信号调制单元，用于基于中频信号产生杂波多点信号的基带信号，对基带信号完成杂波多点信号幅度及展宽调制信号的调制，获得杂波干扰信号；
射频发射单元，用于对杂波干扰信号进行延迟、幅度调制和多普勒调制获得模拟雷达信号，并将模拟雷达信号进行上变频后辐射给被试雷达。
优先地，频综单元，用于提供射频发射单元、射频接收单元和多点幅度信号调制单元需要的射频本振信号。
优先地，AGC控制组件单元包括第二射频接收单元、中频测量单元和闭环功率控制单元，其中：
第二射频接收单元，用于对获取的雷达信号进行变频；
中频测量单元，用于测量变频后的雷达信号获得测量结果；
闭环功率控制单元，用于根据脉冲幅度和预设的脉冲幅度工作门限条件，对雷达信号进行自动增益控制，获得接收信号。
优先地，所述射频发射单元包括射频发射组件单元和上变频组件单元，其中：
上变频组件单元，用于对杂波干扰信号进行延迟、幅度调制和多普勒调制获得模拟雷达信号；
射频发射组件单元，用于将模拟雷达信号辐射给被试雷达。
优先地，射频发射组件单元采用射频发射组件，上变频组件单元采用上变频组件；
射频发射组件，采用DRFM组件作为长延迟组件，采用多组抽头延迟线实现多个目标的延迟、幅度调制和多普勒调制。
优先地，多点幅度信号调制单元包括AD组件、DA组件和FPGA信号处理单元。
优先地，射频接收单元包括信号变频组件、信号放大组件和信号增益控制组件。
计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述所述方法的步骤。
本发明所达到的有益效果：
针对杂波真实性幅度生成的模拟需求，本发明提供一种利用多点散射特征叠加处理模拟杂波幅度特征，基于多散射点高速DA的软件无线电技术的模拟平台，测量变频后的雷达信号，获得测量结果；根据脉冲幅度和预设的脉冲幅度工作门限条件，对雷达信号进行自动增益控制获得接收信号；对通过自动增益控制幅度平衡后的接收信号进行下变频至中频信号；基于中频信号产生杂波多点信号的基带信号并完成杂波多点信号幅度及展宽调制信号的调制，获得杂波干扰信号；对杂波干扰信号进行延迟、幅度调制和多普勒调制获得模拟雷达信号，并将模拟雷达信号进行上变频后辐射给被试雷达。通过多普勒展宽比例系数校准得到需要的杂波信号特征数据，输出需要的杂波信号完成杂波信号的模拟，具备模拟杂波幅度调制输出功能，可以满足海杂波对抗训练测试和海杂波信号模拟等级定量测试的模拟需求，特别是在一定条件下对雷达系统搜索跟踪目标时对抗海杂波能力指标进行优化测试，适用于部队仿真试验、常规对海搜索雷达等市场领域，适用于雷达对海考核、抗杂波对抗演习、雷达出厂检验等军用领域，可以满足杂波对抗演习的抗干扰训练，满足被试雷达系统的实战训练，也可满足常规雷达出厂的测试需求，既具有国防战略意义，又具有很高的实际工程应用价值，市场前景极为广阔。
附图说明
图1是本发明的原理框图；
图2是本发明的多点模型调制产生原理图。
具体实施方式
以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
若在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述，则其仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提供基于多点模型的海杂波特征展宽模拟方法，包括AGC控制组件、射频接收单元、射频发射单元、频综单元、多点幅度信号调制单元和控制计算机单元；
所述AGC控制组件包括射频接收单元、中频测量单元和闭环功率控制单元，射频接收组件可使用国产高性能接收组件（自主研制）、中频测量单元和闭环功率控制单元通过软件自动完成控制（自主研制）。
所述射频发射单元包括射频发射组件和功放组件，其中射频发射组件中使用到了混频器、衰减器和放大器等，混频器采用混频器MRRKI-0320、衰减器采用衰减器HMC939A，动态60dB，双级串联可以达到110dB以上，放大器采用放大器A397，功放组件使用TRIQUIT 公司的固态功率放大器TGA2509，功放组输出的信号功率为1W，通过上述器件完成了射频发射的功能。
所述频综信号单元包括高精度高稳定晶振单元和信号变频单元等，高精度高稳定晶振单元采用Mitech公司的高稳低噪恒温晶振，其相位噪声达到-155dBc/Hz@1kHz，混频器、衰减器和放大器等可以采用与射频发射单元一样的器件，通过选用上述器件完成了各种本振信号的稳定输出。
所述多点幅度信号调制单元包括AD组件、DA组件和FPGA信号处理单元等，所述多点幅度信号调制单元具体采用AD公司的8bit 3Gsps AD变换器ADC083000、Xilinx Virtex5系列FPGA XC5VSX95T-2FF1136、 Cypress公司的型号为CY7C1514KV18-250BZC的QDR-II存储器、GSPS 12bit DAC、EUVIS公司的12bit 4Gsps DA变换器MD652D和高速双口静态存储器QDR-Ⅱ+的6U cPCI接口，满足了软件无线电灵活的可编程功能。
所述控制计算机系统包括高性能单板控制计算机、高性能实时操作系统及软件，具体可采用高性能的单板计算机、ADLink公司的cPCI6880板卡、双核处理器、板载4G Flash闪存，低功耗，实时操作系统使用风河公司的VxWorks系统，满足高实时性，可裁剪和多任务调度等能力。
变频组件单元采用采用现有的微波上变频组件，AD组件、DA组件和FPGA信号处理单元组件均采用当前现有硬件平台实现，所述频综信号单元、射频发射组件、功放组件、信号变频组件、信号放大组件和信号增益控制组件均可以采用现有硬件组件平台实现，本实施例不再详细列举型号。
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。

Claims (7)

1.基于多点模型的海杂波特征展宽模拟方法，其特征在于，包括：
步骤1，对获取的雷达信号进行变频，测量变频后的雷达信号，获得包括频率、脉冲周期、脉冲宽度和脉冲幅度的测量结果；
步骤2，根据脉冲幅度和预设的脉冲幅度工作门限条件，对雷达信号进行自动增益控制，获得接收信号；
步骤3，对通过自动增益控制幅度平衡后的接收信号进行下变频至中频信号；
步骤4，基于中频信号产生杂波多点信号的基带信号，对基带信号完成杂波多点信号幅度及展宽调制信号的调制，获得杂波干扰信号；
步骤5，对杂波干扰信号进行延迟、幅度调制和多普勒调制获得模拟雷达信号，并将模拟雷达信号进行上变频后辐射给被试雷达。
2.基于多点模型的海杂波特征展宽模拟系统，其特征在于，用于执行权利要求1所述的方法，包括：
AGC控制组件单元，用于对获取的雷达信号进行变频，测量变频后的雷达信号，获得包括频率、脉冲周期、脉冲宽度和脉冲幅度的测量结果，用于根据脉冲幅度和预设的脉冲幅度工作门限条件对雷达信号进行自动增益控制，获得接收信号；
AGC控制组件单元包括第二射频接收单元、中频测量单元和闭环功率控制单元，其中：
第二射频接收单元，用于对获取的雷达信号进行变频；
中频测量单元，用于测量变频后的雷达信号获得测量结果；
闭环功率控制单元，用于根据脉冲幅度和预设的脉冲幅度工作门限条件，对雷达信号进行自动增益控制，获得接收信号；
射频接收单元，用于对通过自动增益控制幅度平衡后的接收信号进行下变频至中频信号；
多点幅度信号调制单元，用于基于中频信号产生杂波多点信号的基带信号，对基带信号完成杂波多点信号幅度及展宽调制信号的调制，获得杂波干扰信号；
多点幅度信号调制单元包括AD组件、DA组件和FPGA信号处理单元；所述多点幅度信号调制单元具体采用AD公司的8bit 3Gsps AD变换器ADC083000、Xilinx Virtex5系列FPGAXC5VSX95T-2FF1136、 Cypress公司的型号为CY7C1514KV18-250BZC的QDR-II存储器、GSPS12bit DAC、EUVIS公司的12bit 4Gsps DA变换器MD652D和高速双口静态存储器QDR-Ⅱ+的6U cPCI接口，满足了软件无线电灵活的可编程功能；
射频发射单元，用于对杂波干扰信号进行延迟、幅度调制和多普勒调制获得模拟雷达信号，并将模拟雷达信号进行上变频后辐射给被试雷达。
3.根据权利要求2所述的基于多点模型的海杂波特征展宽模拟系统，其特征在于，包括：
频综单元，用于提供射频发射单元、射频接收单元和多点幅度信号调制单元需要的射频本振信号。
4.根据权利要求2所述的基于多点模型的海杂波特征展宽模拟系统，其特征在于，
所述射频发射单元包括射频发射组件单元和上变频组件单元，其中：
上变频组件单元，用于对杂波干扰信号进行延迟、幅度调制和多普勒调制获得模拟雷达信号；
射频发射组件单元，用于将模拟雷达信号辐射给被试雷达。
5.根据权利要求4所述的基于多点模型的海杂波特征展宽模拟系统，其特征在于，
射频发射组件单元采用射频发射组件，上变频组件单元采用上变频组件；
射频发射组件，采用DRFM组件作为长延迟组件，采用多组抽头延迟线实现多个目标的延迟、幅度调制和多普勒调制。
6.根据权利要求2所述的基于多点模型的海杂波特征展宽模拟系统，其特征在于，
射频接收单元包括信号变频组件、信号放大组件和信号增益控制组件。
7.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1所述方法的步骤。
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