一种基于线阵的弹道目标回波信号模拟方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112363126A(43)申请公布日2021.02.12(21)申请号202011058812.3(22)申请日2020.09.30(71)申请人河海大学地址210000江苏省南京市江宁开发区佛城西路8号(72)发明人蒋德富蒋康辉王松韩艳(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人田凌涛(51)Int.Cl.G01S7/40(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图2页(54)发明名称一种基于线阵的弹道目标回波信号模拟方法(57)摘要本发明公开了一种基于线阵的弹道目标回波信号模拟方法，首先确定模拟器天线单元阵列的位置、架设高度、长度、单元间距和单元数，以及各天线单元对雷达天线中心的仰角；通过射频电子开关选择对应仰角的模拟器天线单元，接收雷达辐射信号；经混频滤波处理后送入A/D器件实现数字化；然后对下变频处理得到数字基带信号进行多普勒调制和数字延时，处理后进行数字上变频和数模转换，得到的模拟中频回波信号进行变频放大处理，之后选择目标轨迹对应仰角位置的天线单元实现模拟射频回波信号辐射。本发明利用天线阵列单元以及数字信号处理技术，能够真实模拟弹道目标的雷达回波，节省硬件资源，实现基于线阵的弹道目标回波信号模拟。CN112363126ACN112363126A权利要求书1/3页1.一种基于线阵的弹道目标回波信号模拟方法，其特征在于，通过基于线阵的雷达回波模型的构建，实现基于线阵的弹道目标回波信号模拟方法，其中，基于线阵的雷达回波模型包括雷达、雷达天线望远镜和模拟器；所述雷达垂直地面摆放；所述模拟器与雷达分开相对摆放；所述雷达天线望远镜位于雷达天线中心正下方；所述模拟器包括天线单元阵列、射频电子开关、射频收发组件、A/D器件、数字信号处理模块和D/A器件，模拟器中的各个组件通过稳幅稳相电缆相连接；所述天线单元阵列垂直地面摆放，天线单元阵列中的各个天线单元呈直线型排列；所述天线单元阵列与射频电子开关信号互通，射频电子开关与射频收发组件信号互通，射频收发组件将处理后的模拟信号传输至A/D器件，A/D器件将模拟信号转换成数字信号之后传入数字信号处理模块，数字信号处理模块将处理后的数字信号传入D/A器件，获得模拟信号，D/A器件将模拟信号传入射频收发组件；基于线阵的弹道目标回波信号模拟方法，通过步骤1至步骤7来实现：步骤1.通过雷达的天线口径和工作波长，获得模拟器与雷达的距离；步骤2.通过雷达天线中心距离地面的高度、雷达搜索波束仰角和雷达跟踪波束仰角，结合模拟器与雷达的距离，获得模拟器天线单元阵列的架设高度和长度；步骤3.根据模拟器相邻天线单元对雷达的视角，确定模拟器各天线单元间距和天线单元阵列中的天线单元个数；步骤4.雷达发射雷达辐射信号到达模拟器目标天线单元阵列，获得目标模拟信号然后进入射频收发组件；具体步骤如下：步骤4-1.将雷达天线望远镜对准模拟器的第一个目标天线单元，确定模拟器中天线单元阵列中的各目标天线单元对雷达天线中心的仰角；步骤4-2.根据目标模拟轨迹的空间位置相对雷达的仰角值，通过射频电子开关选择对应仰角的模拟器天线单元；步骤4-3.射频电子开关与接收机接通并与发射链路断开，发射输出接负载；步骤5.目标模拟信号首先经过射频收发组件做变频处理，获得目标模拟信号的模拟中频信号，然后经过A/D器件做信号模数转换处理，获得目标模拟信号的数字中频信号；具体步骤如下：步骤5-1.目标模拟信号先经接收衰减器调整信号电平，防止模拟器接收机饱和；步骤5-2.接收衰减器的输出信号先与第一本振信号混频滤波，再与第二本振信号混频滤波，采用两次变频的方案得到目标模拟信号的模拟中频信号；步骤5-3.目标模拟信号的模拟中频信号送入A/D器件进行模数转换，得到目标模拟信号的数字中频信号；步骤6.通过步骤6-1至步骤6-5，将目标模拟信号的数字中频信号转换为目标回波信号的模拟中频信号，具体步骤如下：步骤6-1.根据目标模拟信号的数字中频信号的中心频率和数字采样率，完成数字下变频处理，得到目标模拟信号的数字基带信号；步骤6-2.对目标模拟信号的数字基带信号进行存储和包络检测，进行目标模拟信号的2CN112363126A权利要求书2/3页数字基带信号的雷达主波束信号的判定；步骤6-3.对判定为雷达主波束照射目标的目标模拟信号的数字基带信号进行多普勒调制和数字延时处理得到目标回波信号的数字基带信号；步骤6-4.经过步骤6-3处理后的目标回波信号的数字基带信号经过正交调制，得到目标回波信号的数字中频信号；步骤6-5.目标回波信号的数字中频信号送入D/A器件进行数模转换，得到目标回波信号的模拟中频信号；步骤7.对目标回波信号的模拟中频信号进行变频放大和辐射，获得目标回