一种数字雷达综合模拟器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种数字雷达综合模拟器，包括箱体和安装在箱体内的询问机模拟系统、用于散热的风扇以及提供电能的电源，所述询问机模拟系统包括存储介质、控制模块和功能模块，所述控制模块通过高速串行总线与功能模块的FPGA通信连接，所述功能模块与存储介质数据连接；所述控制模块可以采用单板计算机。本实用新型专利技术在箱体结构表面进行了喷漆或者阳极化处理，能够有效的提高箱体的耐磨、耐压和抗干扰能力，使系统能够在不同环境下搭建稳定的询问机测试环境。

【技术实现步骤摘要】
一种数字雷达综合模拟器
本技术涉及雷达测试装置领域，尤其涉及一种二次雷达模拟测试装置领域，具体的说，是一种数字雷达综合模拟器。
技术介绍
与一次雷达利用目标散射雷达发射机的电磁波对目标进行探测定位的机理不同，二次雷达利用机载应答机应答地面询问机完成探测工作。二次雷达发现飞机、测量飞机的距离和方位角、解出飞机的代码和高度数据、将得出的飞机点迹与其历史航迹相关、计算出飞机的速度等参数后，可在其通信设备终端上显示飞机的各项指标参数，同时按ATC要求将飞机的报告送出。为了适应在多目标探测环境中各种干扰的应用，机载应答机只接收地面询问机主波束内的脉冲信号，地面询问机抑制主波束方向意以外的其他应答机信号，经过两个过程的抑制，能更精确定位探测目标，并最大程度减轻点迹录取器负担。通常，二次雷达以滑窗检测器提供“飞机起始”“飞机结束”报告来估计飞机方位，通过按每一个距离单元分别处理探测目标方位角，适应多目标测量应用，但是该方法较为粗略的探测目标方位，误差大，在某些精度要求极高的场景并不适用。二次雷达飞机高度数据采用飞机上气压高度表测到高度数据，经过询问/应答数据链路传输地面设备，经解码送显并形成报告。获取探测目标的方位、距离和高度数据后，利用天线相邻扫描间目标飞机实际飞行的路程除以所用时间即可算出飞行速度。二次雷达通过使用飞机识别码和高度码，能够跟精准的辨析多架靠得很近的目标飞机，适合多目标、目标密度高等应用场景。综上二次雷达工作原理所述，二次雷达优势基于应答机与询问机良好的协作。不论对机载应答机还是对地面询问机的测试要求都是需要高标准、高效率、低误差。若采用通用仪器仪表测试将面临搭建困难、不成系统、测试效率低下，不能满足功能模块设计和集成测试要求。因此，数字雷达综合模拟器模拟机载应答机，为询问机提供更精准、快速、高效的测试平台。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种数字雷达综合模拟器，用于解决现有的雷达模拟测试装置在不同环境下使用存在抗干扰能力不强，测试精度不够高的问题；以及现有技术中存在的询问及测试环境匮乏的问题。本技术通过下述技术方案实现：一种数字雷达综合模拟器，包括箱体和安装在箱体内的询问机模拟系统、用于散热的风扇以及提供电能的电源，所述询问机模拟系统包括存储介质、控制模块和功能模块，所述控制模块通过高速串行总线与功能模块的FPGA通信连接，所述功能模块与存储介质数据连接；所述控制模块可以采用单板计算机。所述电源采用分区并联的方式与所述控制模块和风扇独立连接供电；所述控制模块还连接有多个设置在所述箱体一侧上的输入接口；所述功能模块还连接有多个设置在所述箱体输入接口相对侧的输出接口和微调接口。进一步地，所述功能模块包括与所述FPGA连接的CAN通讯芯片、光纤收发模块接口和RS422接口模块。更进一步地，所述FPGA还连接有用于自动同步时钟脉冲的时钟模块。优选地，所述输出接口包括CAN接口、RS422接口和时钟通信接口，所述CAN通讯芯片与CAN接口连接，RS422接口模块与RS422接口连接。优选地，所述输入接口包括LAN接口、USB接口、VGA接口、RS232接口、HDMI接口以及光纤接口。优选地，所述微调接口包括低频调试接口和调试接口。优选地，所述箱体为铝合金材质制成的长方体结构且箱体表面经过喷漆或者阳极氧化处理，进一步增强了箱体的抗干扰性和耐磨、耐压能力，适用于更宽泛的范围。优选地，所述箱体上部设置有与所述功能模块连接的高亮显示屏，箱体下部四角处均设置有减震橡胶垫。设置的减震橡胶垫能够起到较好的减震效果，避免箱体直接与地面接触，提高系统的工作稳定性和适用寿命。优选地，所述风扇安装在所述LAN接口所在侧面的相邻侧且数量为三个。所述询问机模拟系统的工作原理是：电源主要将交流电转换为直流为外接的待测设备供电，并分分别给单板计算机、控制模块和风扇供电。控制模块为询问机模拟系统的设备控制核心，内置于控制模块上的软件通过控制模块运行并控制并将既定信号与功能模块建立实时通信，实时将数据传输并保存到存储介质中，优选地，所述存储介质可以采用固态硬盘，以提高数据存储和读取的速度。功能模块主要实现询问译码和目标模拟功能，同时还需与待测设备实现CAN、RS422通信并提供时钟控制通道。当系统开始工作时，上位机系统软件将目标个数、高度、速度等目标参数通过PCIe总线下传到FPGA进行数据处理，并将目标数据存入外挂存储器中。功能模块通过光纤接收到待测设备的询问数据，并解析成功后，针对询问参数，查询读取存储器中的目标数据，计算每个目标的值，再通过光纤发送通道将数据发送出去。功能模块能够实现CAN总线和RS422总线的数据收发，完成待测设备的控制和自检功能。功能模块需要为外部待测设备提供同步参考时钟，并通过SMA连接器输出到外部待测设备。本技术通过上述模块的相互通信，能够通过用户自定义设定全方位、大范围内生成单个或多个目标的点迹信息，内生成单个或多个目标的点迹信息，通过光纤接口接收来自待测设备的询问信号，模拟器中的功能模块首先对询问信号进行解析，再根据目标的方位、高度、距离等信息由功能模块合成应答信号并模拟波束的合成，通过光纤接口发送给待测设备。模拟器还可定时向待测设备发送目标方位、高度、距离信息以完成ADS-B的目标模拟。所述询问机模拟系统采用模拟相控阵雷达代替传统的机械式雷达扫描方式进行工作，以通过电扫描的方式在高目标密度、复杂的监测环境中起到良好的应答机模拟效果，给予主机高精度、高效的测试环境。模拟系统通过多路光纤收发模块仿真相控阵雷达的天线阵面上多个规则排列的辐射单元和接收单元。而相控阵雷达密集的天线阵列均可收发雷达波，且相邻的数个天线即具有一个雷达的功能。同时利用电磁波相干原理，通过所述控制模块反馈各所述光纤收发模块的辐射单元的相位，模拟改变波束的方向的扫描方式。由于传统机械扫描雷达因受限于机械转动频率，因而接受数据资料更新周期为秒或十秒级，而相控阵雷达扫描频率则为毫秒或微秒级，更适合应用于对付高机动多目标探测场景。接收单元将收到的回波信号传输至所述功能模块，完成雷达对目标的搜索、跟踪和测量数据参数的处理并传递给所示控制模块分析、存储、显示。为了更进一步的提高模拟方位数据的精度，本技术通过模拟发射和差波束取代传统的滑窗检测法。滑窗法通过提供目标飞机的“飞机起始”和“飞机结束”，并要求在无虚假飞机出现以及无飞机应答中断现象的情况下，估计飞机方位的误差才能达到1°左右，若遇极其复杂，目标飞机较多的检测环境，该方法提供的方位数据可能出现较大误差。利用和差波束测量方位角提高了方位精度，增加飞机应答码的解码正确性。数字雷达综合模拟器提供相位型和差单脉冲测角法，即在显控界面上拖动设置目标位置(位于波束内的某个位置)和其他参数(代码、高度等信息)，按照相应的设置参数进行目标模拟，查看上报的点迹信息中是否与设置的方位一致。通过将某一波位的波束覆盖范围分成多个角度，为提高准确度以波束中心指向为中间位置，拖动显控界面上的目标位置，按照选择的目标位置模拟和/差通道的幅度。本技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：(1)本技术通过模拟仿真技术取代机体庞大操作复杂的仪器设备搭建的测试环境，为二次雷达技术的测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字雷达综合模拟器，包括便携式箱体(1)和安装在箱体(1)内的询问机模拟系统、用于散热的风扇(5)以及提供电能的电源(4)，其特征在于：所述询问机模拟系统包括存储介质、控制模块(3)和功能模块(2)，所述控制模块(3)通过高速串行总线PCIe与功能模块的核心控制器FPGA基于控制信息交互和处理数据传输的通信连接，所述功能模块(2)与存储介质数据连接；所述电源采用分区并联的方式与所述控制模块(3)和风扇(5)独立连接供电；所述控制模块(3)还连接有多个设置在所述箱体(1)一侧上的输入接口；所述功能模块(2)还连接有多个设置在所述箱体(1)输入接口相对侧的输出接口和微调接口。

【技术特征摘要】
1.一种数字雷达综合模拟器，包括便携式箱体(1)和安装在箱体(1)内的询问机模拟系统、用于散热的风扇(5)以及提供电能的电源(4)，其特征在于：所述询问机模拟系统包括存储介质、控制模块(3)和功能模块(2)，所述控制模块(3)通过高速串行总线PCIe与功能模块的核心控制器FPGA基于控制信息交互和处理数据传输的通信连接，所述功能模块(2)与存储介质数据连接；所述电源采用分区并联的方式与所述控制模块(3)和风扇(5)独立连接供电；所述控制模块(3)还连接有多个设置在所述箱体(1)一侧上的输入接口；所述功能模块(2)还连接有多个设置在所述箱体(1)输入接口相对侧的输出接口和微调接口。2.根据权利要求1所述的一种数字雷达综合模拟器，其特征在于，所述功能模块(2)包括与所述FPGA连接的CAN通讯芯片、光纤收发模块接口(6)和RS422接口模块。3.根据权利要求2所述的一种数字雷达综合模拟器，其特征在于，所述FPGA还连接有用于自动同步时钟脉冲的时钟模块。4.根据权利要求2所述的一种数字雷达综合模拟器，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，唐承苗，杨曦盛，陈祈星，
申请(专利权)人：成都能通科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51