无线电高度表信号模拟系统技术方案

本发明专利技术涉及一种无线电高度表信号模拟系统，包含：数学仿真计算子系统，其仿真生成仿真条件所要求的模型数据库，并实现模型数据库的转化、管理以及仿真过程的控制和处理；回波模拟仿真子系统，与数学仿真计算子系统连接，接收模型数据和控制指令，实现模型数据至中频信号的转化和输出；高度表等效器，与回波模拟仿真子系统以及数学仿真计算子系统连接，模拟实际的高度表，以评测模拟系统的仿真能力，实现信号至高度值的逆转化。本发明专利技术具有灵活、经济、逼真和复杂功能仿真能力，实现无线电高度表实物对全工作环境的实时模拟运行和试验验证，为无线电高度表，特别是导航控制系统的测试试验、性能评定提供支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无线电高度表信号模拟系统，属于无线电半实物仿真及试验领域。
技术介绍
无线电高度表是许多飞行器控制系统中重要的高度信息测试设备，其功能是在飞行器平飞、下压段和超低空飞行过程为飞行器控制系统提供精确的高度信息，是飞行器导航着陆及飞行控制系统实现精确导航、地形匹配、着陆的关键设备。由于无线电高度表工作体制、工作参数、工作环境条件的多样性，使得无线电高度表测试、仿真和试验的难度和复杂性大大提高。目前采用的专用测试设备大多是定点测试，只能测试高度表工作过程中一个或几个高度下的测高性能，不能完全测试高度表在工作全过程中的性能。而如果采用外场吊挂试验，则可以模拟高度表的连续测高性能，但其与高度表的实际工作条件有很大的差别，同时经济性和可重复性也较差。在目前常用的半实物仿真系统中，采用高速DAC (数字模拟转换器，Digital toAnalog Converter)芯片进行半实物仿真的系统比较多。如论文《基于组态可变的单脉冲雷达半实物仿真方法》中记载，该方法采用高速DAC将使回波信号的信杂比受限，同时成本高，信号质量不高。而论文《调频毫米波近程雷达半实物仿真综合测试系统研究》中记载，该系统采用DDS (直接数字式频率合成器，Direct Digital Synthesizer)技术只能模拟目标信号，信号过于简单，不能表现地面真实的电磁环境。另外，论文《一种H)雷达半实物仿真系统的研究》中记载，该系统只是将接收的回波信号进行延时和多普勒调制后输出，无法实现地面各散射点的回波信号延时的不一致性和RCS(雷达散射截面，Radar Cross Sect1n)的不同，与实际的回波形式相差较大，仿真的相似性不高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种无线电高度表信号模拟系统，为通过软件结合硬件形成的半实物仿真系统，具有灵活、经济、逼真和复杂功能仿真能力，可以方便实现无线电高度表实物仿真难以模拟的工作环境仿真，实现无线电高度表实物对全工作环境的实时模拟运行和试验验证，为无线电高度表，特别是导航控制系统的测试试验、性能评定提供支持。为了达到上述目的，本专利技术提供一种无线电高度表信号模拟系统，包含:数学仿真计算子系统，其仿真生成仿真条件所要求的模型数据库，在仿真开始后实现模型数据库的传输和下载，并实现模型数据库的转化、管理以及仿真过程的控制和处理；回波模拟仿真子系统，其与所述的数学仿真计算子系统连接，接收数学仿真计算子系统的模型数据和控制指令，实现模型数据至中频信号的转化和输出；高度表等效器，其与所述的回波模拟仿真子系统以及数学仿真计算子系统连接，模拟实际的高度表，以评测模拟系统的仿真能力，实现信号至高度值的逆转化。所述的数学仿真计算子系统包含:硬件计算平台；模型计算模块，其设置在所述的硬件计算平台内；仿真数据库，其设置在所述的硬件计算平台内，且与所述的模型计算模块连接，通过模型计算模块，根据导航系统的控制参数，结合仿真试验条件，通过计算仿真，生成仿真所需的回波模型数据库；仿真管理模块，其设置在所述的硬件计算平台内，且与所述的仿真数据库连接，根据仿真生成的各个模型库，以及仿真条件、飞行曲线的信息，实现半实物仿真系统的控制；试验数据评估模块，其设置在所述的硬件计算平台内，且与所述的高度表等效器连接，根据仿真后高度表等效器试验过程数据，对比仿真飞行曲线，高度表模型以及其它仿真条件，分析高度表的测量误差以及仿真系统的仿真模拟误差；数据通讯接口卡，其设置在所述的硬件计算平台内，且与所述的仿真数据库连接，通过该数据通讯接口卡实现硬件计算平台与回波模拟仿真子系统的数据传输和通信；接口通讯模块，其设置在所述的硬件计算平台内，实现数据通讯接口卡的正常工作。所述的回波模型数据库包括地面模型数据库，海面模型数据库，干扰模型数据库，杂波模型数据库，噪声模型数据库，高度表模型数据库，飞行曲线数学模型库，以及仿真监测评估模型数据库。所述的回波模拟仿真子系统包含:实时控制单元，其控制回波模拟仿真子系统的各个单元有序工作；通信单元，其分别与所述的数据通讯接口卡和实时控制单元连接，接收数学仿真计算子系统的硬件计算平台输出的模型数据和控制指令，并传输至实时控制单元对模型数据和控制指令进行分解提取；存储单元，其与所述的实时控制单元连接，存储由实时控制单元分解提取后的模型数据和控制指令；中频信号生成单元，其与所述的实时控制单元连接，仿真启动后，由实时控制单元依次读取存储单元中存储的模型数据和控制指令，并控制中频信号生成单元依据模型数据和控制指令生成对应的模拟中频信号；中频调制与合成单元，其与所述的中频信号生成单元连接，接收中频信号生成单元所生成的模拟中频信号并进行合成、多普勒调制和回波生成；输出功率数字调节单元，其与所述的中频调制与合成单元连接，接收合成后的模拟中频信号，并进行调节后输出至高度表等效器。所述的中频信号生成单元包含:多通道地海回波设备，其分别与所述的实时控制单元和中频调制与合成单元连接，生成中频地海回波信号；多谱勒组合设备，其分别与所述的实时控制单元和中频调制与合成单元连接，生成地面散射点的中频多谱勒信号，根据高度表的信息输出地海面的多普勒频率；干扰产生器，其分别与所述的实时控制单元和中频调制与合成单元连接，用于调整中频地海回波信号的信噪比，验证高度表在不同信噪比下的测尚性能。所述的回波模拟仿真子系统还包含:显示单元，其与所述的实时控制单元连接，实现仿真过程的实时控制和过程信息的实时显示；AC_DC电源组合设备，其与所述的实时控制单元连接，提供回波模拟仿真子系统的各个单元的工作电压；频综组合设备，其与所述的实时控制单元连接，提供回波模拟仿真子系统的各个单元的工作时钟，实现各个单元的时序同步。当对高度表的回波信号仿真在射频段进行时，所述的回波模拟仿真子系统还包含射频上变频单元，其分别与所述的中频调制与合成单元和输出功率数字调节单元连接，用以将合成后的模拟中频信号转换成射频信号，经输出功率数字调节单元调节后输出至高度表等效器。所述的高度表等效器包含:信息处理组合设备；中频组合设备，包含中频接收机，其与所述的信息处理组合设备连接，通过接收天线接收由输出功率数字调节单元输出的模拟中频信号，并输出至信息处理组合设备；中频调制器，其与所述的信息处理组合设备连接，接收由该信息处理组合设备输出的中频信号，通过发射天线发送该中频信号至输出功率数字调节单元，以作为中频信号仿真的同步基准信号；通信接口，其分别与所述的信息处理组合设备以及试验数据评估模块连接，信息处理组合设备对接收到的模拟中频信号进行处理以提取高度信号，并将该高度信号通过所述的通信接口传输至试验数据评估模块进行分析处理；时序DDS组合设备，是高度表等效器的控制组合设备，包含时序控制设备，其分别与所述的信息处理组合设备以及中频接收机连接，用以控制时序关系，实现信息处理组合设备以及中频接收机的有序工作；微波频综设备，其分别与所述的信息处理组合设备以及中频调制器连接，用以产生中频调制器所需的中频调制本振信号。所述的高度表等效器还包含:电源组合设备，其分别与所述的高度表等效器的各个设备连接，提供高度表等效器的各个设备的工作电压。当对高度表的回波信号仿真在射频段进行时，所述的高度表等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线电高度表信号模拟系统，其特征在于，包含：数学仿真计算子系统（100），其仿真生成仿真条件所要求的模型数据库，在仿真开始后实现模型数据库的传输和下载，并实现模型数据库的转化、管理以及仿真过程的控制和处理；回波模拟仿真子系统（200），其与所述的数学仿真计算子系统（100）连接，接收数学仿真计算子系统（100）的模型数据和控制指令，实现模型数据至中频信号的转化和输出；高度表等效器（300），其与所述的回波模拟仿真子系统（200）以及数学仿真计算子系统（100）连接，模拟实际的高度表，以评测模拟系统的仿真能力，实现信号至高度值的逆转化。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程爱军，魏维伟，胡韩萍，李佳雪，刘海蓉，王雄志，
申请(专利权)人：上海无线电设备研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31