一種直升機旋翼雷達回波信號模擬源系統(tǒng)及其方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及雷達信號模擬技術領域，具體涉及一種直升機旋翼雷達回波信號模擬 源系統(tǒng)及其方法。
【背景技術】
[0002] 國外在上個世紀70年代報道了有關現(xiàn)代噴氣發(fā)動機進氣管內的高速旋轉葉片對 雷達回波的周期性調制現(xiàn)象，稱之為J.E.Μ效應。與噴氣發(fā)動機旋轉葉片類似，直升機旋翼 等周期性運動部件也會對雷達回波產生調制，這種調制作用有時也稱為類J.E.Μ效應。目標 的周期性運動部件調制(Periodically Moving Parts Modulation，PMPM)將導致回波能量 頻譜擴散，這些PMPM分量一方面作為"目標噪聲"影響多普勒頻率跟蹤精度，另一方面由于 其與目標結構特征的對應關系可作為目標識別的有效特征。已有相關文獻基于電磁散射模 型計算了飛機旋轉葉片雷達回波，并給出了旋轉葉片回波的數(shù)學模型。
[0003] 由于直升機旋翼雷達回波信號復雜度較高，如何模擬直升機旋翼雷達回波成為反 直升機防空導彈導引頭研制的關鍵。目前，測試導引頭對直升機目標的探測性能，多是通過 軟件仿真或者直接通過導引頭外場試驗的手段。軟件仿真的方法建立在純理論基礎上，對 導引頭的驗證忽略了真實系統(tǒng)的影響；外場試驗可以得到真實的直升機回波，但是試驗條 件較為苛刻，成本較高。
【發(fā)明內容】
[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種直升機旋翼雷達回波信號模擬源系統(tǒng)及其方法，系統(tǒng) 結構簡單，成本低，方法易操作，可以利用直升機旋翼的數(shù)學模型，模擬所需要的不同種類 的直升機旋翼雷達回波，同時也可以通過回放真實回波數(shù)據(jù)的工作模式回放外場試驗的真 實回波。
[0005] 為了達到上述目的，本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn):一種直升機旋翼雷達回波信 號模擬源系統(tǒng)，采用控制計算機對模擬源系統(tǒng)進行控制，所述的控制計算機，用于建立人機 交互界面，并生成模擬回波基帶信號及保存在外場試驗中采集的真實回波基帶信號，以向 模擬源系統(tǒng)發(fā)送回波基帶信號數(shù)據(jù)及模擬源系統(tǒng)控制指令，其特點是，該模擬源系統(tǒng)包含：
[0006] 網口芯片，與所述控制計算機連接，用于通信協(xié)議轉換，將控制計算機發(fā)送的數(shù)據(jù) 轉換為模擬源系統(tǒng)可以識別的數(shù)據(jù)格式，并進行數(shù)據(jù)傳輸；
[0007] 處理器，與所述網口芯片連接，用于模擬源系統(tǒng)的功能控制及數(shù)據(jù)處理；
[0008] 存儲器，與所述處理器連接，用于存儲模擬回波基帶信號或者真實回波基帶信號；
[0009] DDS器件，與所述處理器連接，用于根據(jù)處理器的控制指令將模擬回波基帶信號或 真實回波基帶信號正交調制成中頻模擬信號；
[0010]微波模塊，與所述DDS器件連接，用于將DDS器件產生的中頻模擬信號與本振信號 進行混頻，得到所需的回波模擬信號；
[0011]數(shù)控衰減器，與所述微波模塊連接，用于控制回波模擬信號的輸出功率。
[0012] -種采用直升機旋翼雷達回波信號模擬源系統(tǒng)的回波模擬信號生成方法，其特點 是，包含以下步驟：
[0013] S1、在控制計算機中選擇回波模擬信號的生成模式；
[0014] S2.1、若為發(fā)生模式，則控制計算機根據(jù)數(shù)學模型計算生成模擬回波基帶信號數(shù) 據(jù)后執(zhí)行步驟S3;
[0015] S2.2、若為回放模式，則控制計算機將已保存的真實回波基帶信號數(shù)據(jù)調出后執(zhí) 行步驟S3;
[0016] S3、控制計算機對模擬回波基帶信號或真實回波基帶信號進行正交變換后得到相 位相差90°的兩路信號，并通過網口芯片傳輸給處理器；
[0017] S4、處理器控制DDS器件將正交變換后模擬回波基帶信號或真實回波基帶信號進 行正交調制到中頻信號，得到中頻模擬信號；
[0018] S5、微波模塊將中頻模擬信號與本振信號進行混頻后得到回波模擬信號；
[0019 ] S6、數(shù)控衰減器控制回波模擬信號的輸出功率并輸出回波模擬信號。
[0020] 所述的步驟S2.1中生成模擬回波基帶信號的步驟包含：
[0021] 選擇待模擬的直升機旋翼參數(shù)；
[0022] 根據(jù)旋轉葉片回波數(shù)學模型生成模擬回波基帶信號。
[0023] 所述的模擬回波基帶信號表示為：
[0024] A：=.U /C-U 1_ ' ^
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[0025] 其_
上表示直升機葉片長 度;λ表示雷達信號波長;β表示雷達觀測俯仰角；Ω表示散射點繞葉片中心點旋轉的角速 度;θ〇為散射點的初始旋轉角;c表示聲速。
[0026] 本發(fā)明一種直升機旋翼雷達回波信號模擬源系統(tǒng)及其方法與現(xiàn)有技術相比具有 以下優(yōu)點:通過設置不同的直升機旋翼參數(shù)，產生相應的雷達回波模擬信號，同時還可以用 于重放外場試驗的真實回波信號，利用FPGA及DDS器件，簡化了雷達性能驗證試驗條件，節(jié) 約了雷達實戰(zhàn)能力測試的成本。
【附圖說明】
[0027] 圖1為本發(fā)明一種直升機旋翼雷達回波信號模擬源系統(tǒng)的結構框圖；
[0028] 圖2為本發(fā)明回波模擬信號生成方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0029] 以下結合附圖，通過詳細說明一個較佳的具體實施例，對本發(fā)明做進一步闡述。
[0030] 如圖1所示，一種直升機旋翼雷達回波信號模擬源系統(tǒng)，采用控制計算機100對模 擬源系統(tǒng)進行控制，所述的控制計算機100,用于建立人機交互界面，并生成模擬回波基帶 信號及保存在外場試驗中采集的真實回波基帶信號，以向模擬源系統(tǒng)發(fā)送回波基帶信號數(shù) 據(jù)及模擬源系統(tǒng)控制指令，該模擬源系統(tǒng)包含：網口芯片200,與所述控制計算機100連接， 用于通信協(xié)議轉換，將控制計算機發(fā)送的數(shù)據(jù)轉換為模擬源系統(tǒng)可以識別的數(shù)據(jù)格式，并 進行數(shù)據(jù)傳輸;處理器300(FPGA)，與所述網口芯片200連接，用于模擬源系統(tǒng)的功能控制及 數(shù)據(jù)處理;存儲器400 (DDR3 )，與所述處理器300連接，用于存儲模擬回波基帶信號或者真實 回波基帶信號;DDS器件500(型號為AD公司DDS芯片AD9957)，與所述處理器300連接，用于根 據(jù)處理器300的控制指令將模擬回波基帶信號或真實回波基帶信號正交