一种炮位侦察校射雷达训练模拟系统及方法技术方案

本发明专利技术为一种炮位侦察校射雷达训练模拟系统及方法，系统包含宽带射频模块、信号处理器模块、控制模块以及收发天线模块；宽带射频模块用于在接收时，接收收发天线模块发送的射频信号，形成中频信号送信号处理器模块；在发射时，将来自信信号处理器模块的中频干扰信号进行上变频、滤波放大后送给收发天线模块；信号处理器模块用于对中频信号进行检测，对信号进行参数测量，提取样本，对信号进行时序控制，干扰调制，模拟生成干扰信号以及回波模拟信号发送给控制模块以及宽带射频模块；控制模块用于对信号处理器模块发送的干扰信号以及回波模拟信号进行数据处理。本申请可直接模拟弹丸目标和目标有效反射面RCS等参数的变化，模拟弹丸的运动轨迹。

【技术实现步骤摘要】
一种炮位侦察校射雷达训练模拟系统及方法
本专利技术属于微波射频领域
，具体涉及一种炮位侦察校射雷达训练模拟系统。
技术介绍
炮位侦察雷达是战场重要电子装备。其作用是通过对2点以上对方发炮弹丸的回波的有效反射面RCS、多普勒频率等参数进行检测，并计算其速度、运动轨迹，从而确定发炮方的炮位准确参数，为炮兵反击提供依据。在非实弹射击条件下，因目标环境无法满足炮位侦察校射雷达的战术使用要求，无论是在生产调试阶段或作战训练过程中，如何检验雷达搜索、验证、跟踪性能，判断雷达工作状态，如何实施雷达侦察校射作业训练，一直是世界各国炮位侦察校射雷达研制和使用中的难题。研制和开发能够全面测试和检验炮位侦察校射雷达性能、判断雷达是否故障、简化雷达训练方式的空馈目标生成系统即炮兵侦察校射雷达训练模拟器，是解决上述问题的重要途径，不仅能为炮位侦察校射雷达日常训练提供有效手段，而且对炮位侦察校射雷达研制开发和检测维修保障提供一种新手段，具有重要应用价值和显著的经济效益。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种炮位侦察校射雷达训练模拟系统，可直接模拟弹丸目标的角度、距离、速度和目标有效反射面RCS等参数的变化，模拟弹丸的运动轨迹，为炮位侦察校射雷达的性能检测和训练提供条件。本专利技术为一种炮位侦察校射雷达训练模拟系统，所述训练模拟系统包含宽带射频模块、信号处理器模块、控制模块以及收发天线模块；其中，所述宽带射频模块用于，在接收时，接收收发天线模块发送的射频信号，对所述射频信号进行滤波放大、下变频，形成中频信号送信号处理器模块；在发射时，将来自信信号处理器模块的中频干扰信号进行上变频、滤波放大后送给收发天线模块；同时，为系统提供点频源信号；所述信号处理器模块用于对中频信号进行检测，对检测到的信号进行参数测量，提取信号样本，以及对信号进行时序控制，干扰调制，模拟生成干扰信号以及回波模拟信号发送给控制模块以及宽带射频模块；所述控制模块用于对信号处理器模块发送的干扰信号以及回波模拟信号进行数据处理，并且，所述控制模块具有系统控制、综合显示、人机交互功能。进一步的，所述收发天线模块包含前端单元、功率放大单元以及收发天线装置，接收天线装置输入的射频信号经前端单元实现限幅、放大、混频、滤波及AGC控制，将变换后的信号送入接收通道；功率放大单元对输出信号进行功率放大，达到系统要求的发射功率后送给发射天线装置。进一步的，所述宽带射频模块包含下行接收通道，所述下行接收通道将接收前端单元输入的射频信号进行两级滤波放大后，输出给信号处理器模块；还包含上行发送通道，所述上行发送通道将信号处理器模块输出的上行干扰信号变频放大后输出给功率放大单元；频综用于产生下行接收通道和信号处理模块混频所需的相参本振信号，同时给整个系统提供A/D和D/A所需的时钟信号。更进一步的，所述信号处理器模块包含由FPGA芯片和DSP处理器构成的信号处理板，完成对上下行接收通道的所有开关及本振的控制，对接收信号进行时域、频域参数进行分析，完成对雷达回波信号以及干扰信号的模拟；还根据接收到的指令直接模拟产生雷达回波信号以及干扰信号。作为本申请的一种优选实施方案，所述收发天线模块为小型线阵辐射天线单元。作为本申请的一种优选实施方案，所述控制模块包含数据处理单元，所述数据处理单元由含有POWERPC芯片的中心控制单板机实现全系统的工作模式控制、数据处理、系统状态管理以及管理与显控终端的通信；还包含无线单元，所述无线单元完成数据处理单元和显控终端的无线通信功能；还包含显控终端，所述显控终端用于实现人机界面交互。本申请还提供一种炮位侦察校射雷达训练模拟方法，所述方法包括以下步骤：步骤一，接收天线接收射频信号送给宽带射频模块；步骤二，所述宽带射频模块对所述射频信号进行滤波放大、下变频，形成中频信号送信号处理器模块；步骤三，所述信号处理器模块对中频信号进行检测、参数测量、样本提取、时序控制、干扰调制，模拟生成雷达回波信号以及干扰信号，并发送给控制模块以及宽带射频模块；步骤四，所述宽带射频模块将来自信号处理器模块的雷达回波信号以及干扰信号进行上变频、滤波放大后送给发射天线；步骤五，所述控制模块对信号处理器模块发送的雷达信号参数进行点迹推算、速度、轨迹模拟描述数据处理。进一步的，目标真实航迹生成采用外弹道学中的6自由度刚体弹道模型来描述，其弹道微分方程组如下：所述弹道微分方程组满足如下关系式：；；，；；；；；；；；；；；式中、、为目标速度在探测直角坐标系中的速度分量；、、为当地风速分量；、、为气动阻力、升力和马格努斯力；为目标质量；为目标相对速度；为俯仰角；为偏航角；和分别为由攻角引起的静力矩和马氏力矩；为滚转角速度；为弹道坐标系的x轴与速度坐标系的x轴之间的夹角；表示速度坐标系的x轴与弹轴的夹角；表示弹轴坐标系的x轴在速度坐标系xoz平面投影矢量与x轴夹角；和分别表示赤道阻尼力矩和极阻尼力矩；A和C分别表示赤道转动惯量和极转动惯量；为尾翼导转力矩；为弹轴坐标系与相对速度坐标系的旋转角；为第二弹轴坐标系的旋转角；其中下标T表示目标。进一步的，所述方法将接收到的雷达信号用于存储、变换，在模拟弹道信号作用下，再次提取辐射供雷达信号接收，形成模拟弹丸的回波诸元。有益效果：本申请提供的一种炮位侦察校射雷达训练模拟系统及方法，根据炮位侦察校射雷达训练技术要求进行设计；利用典型弹道模型生成弹道目标数据，通过应答方式产生目标回波信号，实现弹丸目标角度变化、距离变化、速度和RCS变化的模拟；系统发射的弹道目标回波信号应与雷达的发射信号具有相似性与欺骗性，使弹丸目标信号具有实时性和真实性，通过对小型线阵辐射单元的控制实现弹丸目标角度变化，模拟出弹道目标的真实运动轨迹。最终可以模拟实现82mm迫击炮、122mm榴弹炮、122mm火箭炮、130加农炮、152加榴炮等多种常规火炮弹道回波信号。炮位侦察校射雷达训练模拟器以构建真实战场电磁环境为目标，通过建设半实物的雷达侦察、目标回波模拟、仿真雷达软硬件平台，既可以参与野外环境条件下的多兵种合成实兵演习演练，验证装备性能和作战运用方法，采集战场电磁环境数据；也可以搭建日常科研训练系统，以采集的演习演练现场电磁环境数据为基本输入，通过仿真手段，能够模拟出各种干扰条件下各种类型雷达装备的电磁环境数据和目标回波特征，为战场频谱管理和装备作战运用研究提供操作平台，同时也为其他电子装备的研制生产提供条件。附图说明为了更清楚地说明本专利技术中的技术方案，下面将对本专利技术中所需要使用的附图进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种炮位侦察校射雷达训练模拟系统，其特征在于，所述训练模拟系统包含宽带射频模块、信号处理器模块、控制模块以及收发天线模块；其中，/n所述宽带射频模块用于，在接收时，接收收发天线模块发送的射频信号，对所述射频信号进行滤波放大、下变频，形成中频信号送信号处理器模块；在发射时，将来自信信号处理器模块的中频干扰信号进行上变频、滤波放大后送给收发天线模块；同时，为系统提供点频源信号；/n所述信号处理器模块用于对中频信号进行检测，对检测到的信号进行参数测量，提取信号样本，以及对信号进行时序控制，干扰调制，模拟生成干扰信号以及回波模拟信号发送给控制模块以及宽带射频模块；/n所述控制模块用于对信号处理器模块发送的干扰信号以及回波模拟信号进行数据处理，并且，所述控制模块具有系统控制、综合显示、人机交互功能。/n

【技术特征摘要】
1.一种炮位侦察校射雷达训练模拟系统，其特征在于，所述训练模拟系统包含宽带射频模块、信号处理器模块、控制模块以及收发天线模块；其中，
所述宽带射频模块用于，在接收时，接收收发天线模块发送的射频信号，对所述射频信号进行滤波放大、下变频，形成中频信号送信号处理器模块；在发射时，将来自信信号处理器模块的中频干扰信号进行上变频、滤波放大后送给收发天线模块；同时，为系统提供点频源信号；
所述信号处理器模块用于对中频信号进行检测，对检测到的信号进行参数测量，提取信号样本，以及对信号进行时序控制，干扰调制，模拟生成干扰信号以及回波模拟信号发送给控制模块以及宽带射频模块；
所述控制模块用于对信号处理器模块发送的干扰信号以及回波模拟信号进行数据处理，并且，所述控制模块具有系统控制、综合显示、人机交互功能。


2.根据权利要求1所述的一种炮位侦察校射雷达训练模拟系统，其特征在于，所述收发天线模块包含前端单元、功率放大单元以及收发天线装置，接收天线装置输入的射频信号经前端单元实现限幅、放大、混频、滤波及AGC控制，将变换后的信号送入接收通道；功率放大单元对输出信号进行功率放大，达到系统要求的发射功率后送给发射天线装置。


3.根据权利要求1所述的一种炮位侦察校射雷达训练模拟系统，其特征在于，所述宽带射频模块包含下行接收通道，所述下行接收通道将接收前端单元输入的射频信号进行两级滤波放大后，输出给信号处理器模块；
还包含上行发送通道，所述上行发送通道将信号处理器模块输出的上行干扰信号变频放大后输出给功率放大单元；
频综用于产生下行接收通道和信号处理模块混频所需的相参本振信号，同时给整个系统提供A/D和D/A所需的时钟信号。


4.根据权利要求1所述的一种炮位侦察校射雷达训练模拟系统，其特征在于，所述信号处理器模块包含由FPGA芯片和DSP处理器构成的信号处理板，完成对上下行接收通道的所有开关及本振的控制，对接收信号进行时域、频域参数进行分析，完成对雷达回波信号以及干扰信号的模拟；还根据接收到的指令直接模拟产生雷达回波信号以及干扰信号。


5.根据权利要求1至4任一项所述的一种炮位侦察校射雷达训练模拟系统，其特征在于，所述收发天线模块为小型线阵辐射天线单元。


6.根据权利要求5所述的一种炮位侦察校射雷达训练模拟系统，其特征在于，所述控制模块包含数据处理单元，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖华芬，韩飞，
申请(专利权)人：南京新频点电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32