【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于宽带雷达系统的半实物仿真系统目标模拟领域，具体地，涉及基于d-f-d架构实现宽带射频阵列集群目标模拟系统。
技术介绍
1、随着战场电磁环境日益复杂，新体制雷达、未知信号、复杂波形层出不穷，加之无人机蜂群饱和攻击，或者成体系化作战的无人作战“族群”的涌现，现代雷达系统信息化程度也随之不断提升，适应多目标、多方向、多层次作战环境的宽带多波束雷达是未来发展的重要方向之一。如何在内场进行在宽带多波束雷达照射下的复杂电磁模拟是亟需解决的问题。
2、传统的多目标模拟方法多采用多通道三元组合成方式，目前的大阵结构一个通道只能模拟一个位置，随着目标数量的增加，需要多套的精控系统和粗控系统，系统复杂，成本极高，且只能适应窄带或者合成宽带信号。
3、传统的射频仿真系统无法实现瞬时大带宽回波目标的空间角位置模拟，因为传统的射频阵列系统中链路幅相一致性主要是通过调整相应频点的移相器、衰减器的控制字来保证，而移相器和衰减器只能同时响应一个频点的控制字，其余带内频点上的相位畸变无法补偿，导致信号经三元组天线辐射之后无法在空间完成位置合成，所以传统的射频阵列系统并不具备宽带信号模拟的能力。
4、对现有技术文献检索发现：
5、专利文献cn112947119b，专利名称为“一种射频半实物仿真数字化阵列实施系统及方法”的中国专利，该专利文献提出了一种“信号模拟器+馈电通道”一体化的方法，通过数字域调制信号幅度相位，最终实现空间面目标的模拟，其不足在于：该方法依靠基带产生模块产生雷达信号，仅能模拟被动雷达
6、专利文献cn113296068b，专利名称为“通过数字前端调制实现射频目标模拟的方法及系统”，该专利文献提出了一种利用数字前端调制系统中的数字信号处理模块代替传统阵列控制系统中的精控、粗控模块的方法实现面/体目标模拟，该方法的不足之处在于：仅可接入一路装备的主振信号，无法模拟多装备协同作战的复杂场景，且对平台算力要求较高，带宽有限，扩展性差。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于d-f-d架构实现宽带射频阵列集群目标模拟系统。
2、根据本专利技术提供的一种基于d-f-d架构实现宽带射频阵列集群目标模拟系统，包括：阵列天线、多通道数字信号处理平台、数字单元、上变频调理单元、下变频调理单元、本振单元；
3、所述下变频调理单元，对输入的主振耦合信号进行变频至中频，并进行功率控制；
4、所述本振单元，产生多路上变频调理单元、下变频调理单元需要的本振信号；
5、所述多通道数字信号处理平台，通过多通道adc采集来自所述下变频调理单元的信号，对各路信号生成相应的多目标回波信号进行链路映射，进行数据交织重排后传输至每一路的数字单元；
6、所述数字单元，接收到所述多通道数字信号处理平台的信号之后，先按照协议进行光纤数据解包，恢复回波数据，然后通过幅相补偿滤波器对信号进行通道幅相补偿，最后按照三元组控制原理进行功率控制，最后将信号传输至上变频调理单元；
7、所述上变频调理单元，对所述数字单元输出的中频信号进行变频，根据系统参数控制回波功率；完成信号变频与功率控制后将信号传输至阵列天线；
8、所述阵列天线，将来自上变频调理单元的信号向空间辐射，在空间上同时模拟多个目标位置的回波信号。
9、优选地，在数据流驱动方式中，每帧包括帧头、有效数据和校验数据；
10、帧标识1、帧标识2组成每帧数据的帧头，为2个32位数据，包含帧类型指示、cpi/prt同步信息和有效数据长度信息，长度不同；
11、data1～datal组成长度为l的32位有效数据，不同的帧类型有效数据的长度不同；
12、校验数据为一个32位数据，采用循环冗余校验；
13、根据映射关系，在同一板卡中，将数据按照板卡通道序号、目标序号进行交织重排，按照光纤通讯协议一次性将prt内有效数据发送给板卡端。
14、优选地，所述多通道数字信号处理平台，通过多通道adc采集之后对每一路信号进行延时以及多普勒调制信号调制生成相应的回波信号；根据目标位置解算出需要辐射信号的天线链路，将生成的多目标回波信号进行链路映射，再通过内部光纤数据交织重排对链路回波信号进行处理，最后通过光纤传输至每一路的数字单元。
15、优选地，所述下变频调理单元通过在前端对输入多主振信号进行下变频；
16、所述多通道数字信号处理平台经过m路多通道ad之后，将多主振信号采样到，在数字域完成多散射点回波信号的能量、距离、多普勒信息调制后将数据进行数据交织处理，其中，根据辐射目标位置进行天线单元映射，将每一路信号同时发送给用于合成空间位置的天线a、b、c，其中使用同一个三元组天线合成的回波信号按照光纤协议进行组包；
17、数字单元对每一路信号完成幅度和相位补偿以及幅度控制，每个数字幅相控制单元有n路da信号输出，每路da与后端的上变频调理单元相连；信号经过上变频调理单元后实现频率转换，最后通过阵列天线向空间辐射电磁波。
18、优选地，所述多通道数字信号处理平台包括多通道信号处理模块；其中，所述多通道信号处理模块，包括：
19、通信模块，根据系统指令解算出目标所需的三元组天线链路和链路分配功率，并开发远程实时通信软件；
20、回波调制模块，对多目标信号进行延时、多普勒的调制；
21、目标位置调制模块，进行多目标回波通道映射，将目标回波复制、传输至合成位置需要的三个天线链路；
22、数据交织重排模块，将多路信号按照光纤通信协议组包，将波形数据同时传输给各路数字单元。
23、优选地，所述数字单元，包括：
24、数据解调模块，将多通道信号处理平台的光纤传输过来数据解调成波形数据；
25、幅相补偿模块，对天线链路幅相畸变进行补偿；
26、幅度控制模块，根据三元组控制原理控制回波信号幅度。
27、优选地，计算机控制模块，实时发送多目标位置信息以及信号特征给回波调制模块、数字单元的组合；其中，结合多目标位置功率信息以及三元组控制功率解算出多目标中频功率控制值以及天线链路射频功率控制值，分别发送给数字单元的组合、上变频调理单元；
28、根据运动学模型解算出多目标位置发送给回波调制模块，根据运动学模型解算多目标距离、速度发送给回波调制模块；其中，根据运动学模型解算目标相对位置功率以及相对距离、相对速度，其中，表示方位角度，θ1表示俯仰角度，并结合多目标位置功率信息以及三元组控制功率解算出多目标中频功率控制值。
29、优选地，回波调制模块，根据信号特征参数信息进行本振单元、数字单元的组合的参数配置，计算本振单元的工作频点flo1、flo2，分别发送给下变频调理单元、上变频调理单本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于D-F-D架构实现宽带射频阵列集群目标模拟系统，其特征在于，包括：阵列天线、多通道数字信号处理平台、数字单元、上变频调理单元、下变频调理单元、本振单元；
2.根据权利要求1所述的基于D-F-D架构实现宽带射频阵列集群目标模拟系统，其特征在于，在数据流驱动方式中，每帧包括帧头、有效数据和校验数据；
3.根据权利要求1所述的基于D-F-D架构实现宽带射频阵列集群目标模拟系统，其特征在于，所述多通道数字信号处理平台，通过多通道ADC采集之后对每一路信号进行延时以及多普勒调制信号调制生成相应的回波信号；根据目标位置解算出需要辐射信号的天线链路，将生成的多目标回波信号进行链路映射，再通过内部光纤数据交织重排对链路回波信号进行处理，最后通过光纤传输至每一路的数字单元。
4.根据权利要求1所述的基于D-F-D架构实现宽带射频阵列集群目标模拟系统，其特征在于，所述下变频调理单元通过在前端对输入多主振信号进行下变频；
5.根据权利要求1所述的基于D-F-D架构实现宽带射频阵列集群目标模拟系统，其特征在于，所述多通道数字信号处理平台包括多通
6.根据权利要求1所述的基于D-F-D架构实现宽带射频阵列集群目标模拟系统，其特征在于，所述数字单元，包括：
7.根据权利要求5所述的基于D-F-D架构实现宽带射频阵列集群目标模拟系统，其特征在于，计算机控制模块，实时发送多目标位置信息以及信号特征给回波调制模块、数字单元的组合；其中，结合多目标位置功率信息以及三元组控制功率解算出多目标中频功率控制值以及天线链路射频功率控制值，分别发送给数字单元的组合、上变频调理单元；
8.根据权利要求5所述的基于D-F-D架构实现宽带射频阵列集群目标模拟系统，其特征在于，回波调制模块，根据信号特征参数信息进行本振单元、数字单元的组合的参数配置，计算本振单元的工作频点Flo1、Flo2，分别发送给下变频调理单元、上变频调理单元；将信号参数发送给数字单元的组合，配置数字单元的组合中各个数字单元的工作状态；
9.根据权利要求1所述的基于D-F-D架构实现宽带射频阵列集群目标模拟系统，其特征在于，确保信号能够被所述多通道数字信号处理平台以ADC方式采集至数字域，用公式表示为：
10.根据权利要求1所述的基于D-F-D架构实现宽带射频阵列集群目标模拟系统，其特征在于，各个数字单元当接收到数据时根据协议将数据进行还原，并将数据依次通过作为幅相补偿滤波器的幅相补偿模块、幅度控制模块，最后将从同一个天线支路输出的不同目标回波信号进行叠加，送入相应的DA通道，用公式表示为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于d-f-d架构实现宽带射频阵列集群目标模拟系统，其特征在于，包括：阵列天线、多通道数字信号处理平台、数字单元、上变频调理单元、下变频调理单元、本振单元；
2.根据权利要求1所述的基于d-f-d架构实现宽带射频阵列集群目标模拟系统，其特征在于，在数据流驱动方式中，每帧包括帧头、有效数据和校验数据；
3.根据权利要求1所述的基于d-f-d架构实现宽带射频阵列集群目标模拟系统，其特征在于，所述多通道数字信号处理平台，通过多通道adc采集之后对每一路信号进行延时以及多普勒调制信号调制生成相应的回波信号；根据目标位置解算出需要辐射信号的天线链路，将生成的多目标回波信号进行链路映射，再通过内部光纤数据交织重排对链路回波信号进行处理，最后通过光纤传输至每一路的数字单元。
4.根据权利要求1所述的基于d-f-d架构实现宽带射频阵列集群目标模拟系统，其特征在于，所述下变频调理单元通过在前端对输入多主振信号进行下变频；
5.根据权利要求1所述的基于d-f-d架构实现宽带射频阵列集群目标模拟系统，其特征在于，所述多通道数字信号处理平台包括多通道信号处理模块；其中，所述多通道信号处理模块，包括：
6.根据权利要求1所述的基于d-f-d架构实现宽带射频阵列集群目标模拟系统，其特征在于，所述数字单元...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐啸，奚荣平，方东洋，陈泓玮，许哲，张迪，王立权，陆戈辉，韩志强，张业鑫，
申请(专利权)人：上海机电工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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