CN110261830A - 一种针对雷达回波模拟器的性能校准器 - Google Patents

一种针对雷达回波模拟器的性能校准器 Download PDF

Info

Publication number
CN110261830A
CN110261830A CN201910560683.9A CN201910560683A CN110261830A CN 110261830 A CN110261830 A CN 110261830A CN 201910560683 A CN201910560683 A CN 201910560683A CN 110261830 A CN110261830 A CN 110261830A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
frequency
digital
radar echo
echo simulator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910560683.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110261830B (zh
Inventor
沙文祥
胥嘉佳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NANJING GLARUN-ATTEN TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
NANJING GLARUN-ATTEN TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NANJING GLARUN-ATTEN TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical NANJING GLARUN-ATTEN TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201910560683.9A priority Critical patent/CN110261830B/zh
Publication of CN110261830A publication Critical patent/CN110261830A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110261830B publication Critical patent/CN110261830B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
    • G01S7/4052—Means for monitoring or calibrating by simulation of echoes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明提供了一种针对雷达回波模拟器的性能校准器，包括接收前端、下变频器、频率综合、高速ADC、FPGA、内存、刀片式计算机和液晶显示；雷达回波模拟器的输入射频信号与输出射频信号分别接入校准器的两个射频信号输入端口；校准器通过对两路射频信号进行变频与量化、采集、存储，并传输给上位机作精确运算，最终得到雷达回波模拟器的多普勒调制频率精度和延迟调制精度测量结果；给出的频率调制精度可达到1Hz以上，给出的延迟调制精度可达到1ns以上。

Description

一种针对雷达回波模拟器的性能校准器
技术领域
本发明为一种针对雷达回波模拟器的性能校准器，用于对雷达回波模拟器的各项性能指标中，无法用通用测试设备进行精确测量的参数(包括多普勒调制频率精度和延迟调制精度)进行测量和校准。
背景技术
雷达回波模拟器用于产生雷达目标回波信号，是雷达半实物仿真测试验证的专用设备。雷达回波模拟器对接收到的雷达信号叠加多普勒频率，并添加延迟调制后发射回去，以模拟目标的速度和距离参数。随着大规模数字集成电路的发展，雷达回波模拟器为雷达信号叠加的多普勒频率的准确度已经普遍精确到十赫兹量级，延迟调制的准确度已经普遍精确到十纳秒量级，那么对雷达回波模拟器进行测量和校准的时候，对多普勒频率的测量精度要能够达到赫兹量级，对延迟调制的测量精度要能够达到纳秒量级，采用通用仪器如示波器和频谱仪很难对这些参数达到需要的测量精度，因此需要设计一种针对雷达回波模拟器的专用的性能校准器，对这些参数进行精确测量。
发明内容
本发明是针对雷达回波模拟器的多普勒调制频率精度和延迟调制精度无法用通用测试仪器进行测量和校准的问题，设计了一种针对雷达回波模拟器的性能校准器，对雷达回波模拟器的多普勒调制频率精度和延迟调制精度进行精确测量，并藉此对模拟器进行校准。
为了解决以上问题，本发明采用了如下技术方案：一种针对雷达回波模拟器的性能校准器，其特征是，包括两个接收前端、两个下变频器、频率综合、两个高速ADC、FPGA、FPGA、内存、刀片式计算机；
雷达回波模拟器的输入射频信号和输出射频信号分别输入到两个接收前端上；
两个接收前端分别将收到的射频信号经过限幅、放大和滤波处理后，送到两个相同的下变频器，两个下变频器使用的变频信号来自同一个频率综合；
两个下变频器分别将收到的射频信号进行混频、放大和滤波处理后，输出两路中频信号，送到两块高速ADC中，两块高速ADC的采样时钟也来自同一个频率综合，采样时钟均为2.5GHz，因此处理带宽为2.5GHz×0.5×0.8＝1GHz；
两块高速ADC分别对收到的中频信号进行数模转换后，得到数字中频信号，发送给FPGA；
FPGA在收到刀片式计算机发送的采集命令后，将两路数字中频信号存入与FPGA连接的内存中，存储1.1秒的信号，再将内存中存储的两路数字中频信号通过CPCI总线发送到刀片式计算机中；
刀片式计算机收到两路数字中频信号后，对两路信号分别作数字检波运算：首先对信号做数字下变频运算，得到数字正交基带信号，之后对正交基带信号做求模运算，并根据接收到信号中包含的噪声功率，设置检测门限，滤除噪声，检测得到两路脉冲信号的信号包络，信号包络的前沿即为脉冲的到达时刻；将两路信号的到达时刻相减，便得到了延迟调制值；因为高速ADC的采样时钟为2.5GHz，所以信号到达时刻的时间分辨率为1÷2.5GHz＝0.4ns，那么得到的延迟调制值测量精度，也就是两路信号到达时刻的差值，能够保证优于1ns。
在刀片式计算机上通过上述算法得到雷达回波模拟器的延迟调制值后，将两路数字正交基带信号在时间轴上根据延迟调制值作修正，得到两路同时到达的数字正交基带信号，之后对这两路同时到达的数字脉冲信号做共轭互相关运算运算，得到一个数字基带正交的脉冲信号，脉冲信号的频率即为两路输入信号的频率差；将经过共轭互相关运算得到的数字信号取出1秒钟长度，做快速傅氏变换计算FFT((Fast Fourier Transformation))得到频谱，频谱的最大谱线对应的频率即为两路输入信号的频率差，也就是雷达回波模拟器的多普勒调制频率；因为做FFT的信号长度为1秒钟，因此FFT频谱的频率分辨率为1Hz，那么得到的多普勒频率调制值测量精度能够保证优于1Hz。
所述的一种针对雷达回波模拟器的性能校准器，还包括液晶显示器；将雷达回波模拟器的多普勒调制频率值测量结果与延迟调制值测量结果，显示在与刀片式计算机相连接的液晶显示屏上，呈现给用户，用于对模拟器进行精确的参数校准。
有益效果：本发明将雷达回波模拟器的输入射频信号与输出射频信号分别接入校准器的两个射频信号输入端口；校准器通过对两路射频信号进行变频与量化、采集、存储，并传输给上位机作精确运算，最终得到雷达回波模拟器的多普勒调制频率精度和延迟调制精度测量结果；给出的频率调制精度可达到1Hz以上，给出的延迟调制精度可达到lns以上。
附图说明
图1是本发明针对雷达回波模拟器的性能校准器原理框图。
具体实施方式：
下面对本发明作进一步详细的描述。
如图1所示，本发明提供了一种针对雷达回波模拟器的性能校准器，包括两个接收前端、两个下变频器、频率综合、两个高速ADC、FPGA、FPGA、内存、刀片式计算机、液晶显示器。
雷达回波模拟器的输入射频信号和输出射频信号分别输入到两个接收前端上。
两个接收前端分别将收到的射频信号经过限幅、放大和滤波处理后，送到两个相同的下变频器，两个下变频器使用的变频信号来自同一个频率综合。
两个下变频器分别将收到的射频信号进行混频、放大和滤波处理后，输出两路中频信号，送到两块高速ADC中，两块高速ADC的采样时钟也来自同一个频率综合，采样时钟均为2.5GHz，因此处理带宽为2.5GHz×0.5×0.8＝1GHz。
两块高速ADC分别对收到的中频信号进行数模转换后，得到数字中频信号，发送给FPGA。
FPGA在收到刀片式计算机发送的采集命令后，将两路数字中频信号存入与FPGA连接的内存中，存储1.1秒的信号，再将内存中存储的两路数字中频信号通过CPCI总线发送到刀片式计算机中。
刀片式计算机收到两路数字中频信号后，对两路信号分别作数字检波运算：首先对信号做数字下变频运算，得到数字正交基带信号，之后对正交基带信号做求模运算，并根据接收到信号中包含的噪声功率，设置检测门限，滤除噪声，检测得到两路脉冲信号的信号包络，信号包络的前沿即为脉冲的到达时刻；将两路信号的到达时刻相减，便得到了延迟调制值；因为高速ADC的采样时钟为2.5GHz，所以信号到达时刻的时间分辨率为1÷2.5GHz＝0.4ns，那么得到的延迟调制值测量精度，也就是两路信号到达时刻的差值，能够保证优于1ns。
在刀片式计算机上通过上述算法得到雷达回波模拟器的延迟调制值后，将两路数字正交基带信号在时间轴上根据延迟调制值作修正，得到两路同时到达的数字正交基带信号，之后对这两路同时到达的数字脉冲信号做共轭互相关运算，得到一个数字基带正交的脉冲信号，脉冲信号的频率即为两路输入信号的频率差；将经过共轭互相关运算得到的数字信号取出1秒钟长度，做快速傅氏变换计算FFT((Fast Fourier Transformation))得到频谱，频谱的最大谱线对应的频率即为两路输入信号的频率差，也就是雷达回波模拟器的多普勒调制频率；因为做FFT的信号长度为1秒钟，因此FFT频谱的频率分辨率为1Hz，那么得到的多普勒频率调制值测量精度能够保证优于1Hz。
将雷达回波模拟器的多普勒调制频率值测量结果与延迟调制值测量结果，显示在与刀片式计算机相连接的液晶显示屏上，呈现给用户，用于对模拟器进行精确的参数校准。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不限制于本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (2)

1.一种针对雷达回波模拟器的性能校准器，其特征是，包括两个接收前端、两个下变频器、频率综合、两个高速ADC、FPGA、FPGA、内存、刀片式计算机；
雷达回波模拟器的输入射频信号和输出射频信号分别输入到两个接收前端上；
两个接收前端分别将收到的射频信号经过限幅、放大和滤波处理后，送到两个相同的下变频器，两个下变频器使用的变频信号来自同一个频率综合；
两个下变频器分别将收到的射频信号进行混频、放大和滤波处理后，输出两路中频信号，送到两块高速ADC中，两块高速ADC的采样时钟也来自同一个频率综合，采样时钟均为2.5GHz，因此处理带宽为2.5GHz×0.5×0.8＝1GHz；
两块高速ADC分别对收到的中频信号进行数模转换后，得到数字中频信号，发送给FPGA；
FPGA在收到刀片式计算机发送的采集命令后，将两路数字中频信号存入与FPGA连接的内存中，存储1.1秒的信号，再将内存中存储的两路数字中频信号通过CPCI总线发送到刀片式计算机中；
刀片式计算机收到两路数字中频信号后，对两路信号分别作数字检波运算：首先对信号做数字下变频运算，得到数字正交基带信号，之后对正交基带信号做求模运算，并根据接收到信号中包含的噪声功率，设置检测门限，滤除噪声，得到两路脉冲信号的信号包络，信号包络的前沿即为脉冲的到达时刻；将两路信号的到达时刻相减，便得到了延迟调制值；因为高速ADC的采样时钟为2.5GHz，所以信号到达时刻的时间分辨率为1÷2.5GHz＝0.4ns，那么得到的延迟调制值测量精度，也就是两路信号到达时刻的差值；
在刀片式计算机上通过上述算法得到雷达回波模拟器的延迟调制值后，将两路数字正交基带信号在时间轴上根据延迟调制值作修正，得到两路同时到达的数字正交基带信号，之后对这两路同时到达的数字脉冲信号做共轭互相关运算，得到一个数字基带正交的脉冲信号，脉冲信号的频率即为两路输入信号的频率差；将经过共轭互相关运算得到的数字信号取出1秒钟长度，做快速傅氏变换计算FFT得到频谱，频谱的最大谱线对应的频率即为两路输入信号的频率差，也就是雷达回波模拟器的多普勒调制频率；因为做FFT的信号长度为1秒钟，因此FFT频谱的频率分辨率为1Hz。
2.根据权利要求1所述的一种针对雷达回波模拟器的性能校准器，其特征是，还包括液晶显示器；将雷达回波模拟器的多普勒调制频率值测量结果与延迟调制值测量结果，显示在与刀片式计算机相连接的液晶显示屏上，呈现给用户。
CN201910560683.9A 2019-06-26 2019-06-26 一种针对雷达回波模拟器的性能校准器 Active CN110261830B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910560683.9A CN110261830B (zh) 2019-06-26 2019-06-26 一种针对雷达回波模拟器的性能校准器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910560683.9A CN110261830B (zh) 2019-06-26 2019-06-26 一种针对雷达回波模拟器的性能校准器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110261830A true CN110261830A (zh) 2019-09-20
CN110261830B CN110261830B (zh) 2022-03-11

Family

ID=67921777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910560683.9A Active CN110261830B (zh) 2019-06-26 2019-06-26 一种针对雷达回波模拟器的性能校准器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110261830B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111624562A (zh) * 2020-05-06 2020-09-04 北京仿真中心 雷达回波脉间走动现象模拟装置、***及方法
CN113009436A (zh) * 2021-02-24 2021-06-22 中国电子科技集团公司第十研究所 一种空间角位置参数校准方法
CN114509972A (zh) * 2022-01-21 2022-05-17 中电科思仪科技股份有限公司 一种模拟信号接收通道延迟测量装置及测量方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6710737B1 (en) * 2002-12-18 2004-03-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Calibrator for radar target simulator
JP2006007940A (ja) * 2004-06-24 2006-01-12 Fujitsu Ltd レーダ装置の校正方法、レーダ装置、監視システム、プログラム
JP2007212246A (ja) * 2006-02-08 2007-08-23 Mitsubishi Electric Corp レーダ装置の校正装置及び方法
CN102778671A (zh) * 2012-06-21 2012-11-14 武汉滨湖电子有限责任公司 一种基于校正网络的雷达目标模拟方法
CN103105604A (zh) * 2013-01-23 2013-05-15 武汉华博通讯有限公司 一种雷达接收数字相干处理***
CN104483660A (zh) * 2014-12-25 2015-04-01 中国电子科技集团公司第四十一研究所 多普勒信号模拟中微波矢量调制的校准方法
CN106707251A (zh) * 2016-08-31 2017-05-24 中国人民解放军空军装备研究院雷达与电子对抗研究所 应答机功率校准方法及装置
CN108051786A (zh) * 2017-10-30 2018-05-18 北京航天福道高技术股份有限公司 一种宽带目标模拟器验证平台及验证方法
CN108107413A (zh) * 2018-01-09 2018-06-01 中国空空导弹研究院 一种雷达目标模拟器校准***
CN109683146A (zh) * 2018-12-24 2019-04-26 中国电子科技集团公司第二十研究所 一种基于正交编码波形的相控阵发射校准方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6710737B1 (en) * 2002-12-18 2004-03-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Calibrator for radar target simulator
JP2006007940A (ja) * 2004-06-24 2006-01-12 Fujitsu Ltd レーダ装置の校正方法、レーダ装置、監視システム、プログラム
JP2007212246A (ja) * 2006-02-08 2007-08-23 Mitsubishi Electric Corp レーダ装置の校正装置及び方法
CN102778671A (zh) * 2012-06-21 2012-11-14 武汉滨湖电子有限责任公司 一种基于校正网络的雷达目标模拟方法
CN103105604A (zh) * 2013-01-23 2013-05-15 武汉华博通讯有限公司 一种雷达接收数字相干处理***
CN104483660A (zh) * 2014-12-25 2015-04-01 中国电子科技集团公司第四十一研究所 多普勒信号模拟中微波矢量调制的校准方法
CN106707251A (zh) * 2016-08-31 2017-05-24 中国人民解放军空军装备研究院雷达与电子对抗研究所 应答机功率校准方法及装置
CN108051786A (zh) * 2017-10-30 2018-05-18 北京航天福道高技术股份有限公司 一种宽带目标模拟器验证平台及验证方法
CN108107413A (zh) * 2018-01-09 2018-06-01 中国空空导弹研究院 一种雷达目标模拟器校准***
CN109683146A (zh) * 2018-12-24 2019-04-26 中国电子科技集团公司第二十研究所 一种基于正交编码波形的相控阵发射校准方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘李娟 等: "一种合成孔径雷达回波模拟器校准方法研究", 《宇航计测技术》 *
蒋晓红 等: "雷达目标模拟器校准技术研究", 《工业计量》 *
蒋晓红 等: "雷达目标模拟器校准装置的研制", 《测控技术》 *
邓倩岚 等: "脉冲多普勒雷达导引头目标回波模拟器校准技术研究", 《宇航计测技术》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111624562A (zh) * 2020-05-06 2020-09-04 北京仿真中心 雷达回波脉间走动现象模拟装置、***及方法
CN113009436A (zh) * 2021-02-24 2021-06-22 中国电子科技集团公司第十研究所 一种空间角位置参数校准方法
CN113009436B (zh) * 2021-02-24 2023-05-09 中国电子科技集团公司第十研究所 一种空间角位置参数校准方法
CN114509972A (zh) * 2022-01-21 2022-05-17 中电科思仪科技股份有限公司 一种模拟信号接收通道延迟测量装置及测量方法
CN114509972B (zh) * 2022-01-21 2024-04-12 中电科思仪科技股份有限公司 一种模拟信号接收通道延迟测量装置及测量方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110261830B (zh) 2022-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110261830A (zh) 一种针对雷达回波模拟器的性能校准器
CN102571483B (zh) 适用于脉冲状态的一体化网络参数测试仪及其测试方法
CN111929649A (zh) 雷达信号侦察与干扰信号生成标校方法及设备
CN103837740A (zh) 一种高精度数字瞬时测频方法及装置
CN101902288B (zh) 一种直序扩频二元相移键控调制器时延的测量方法
CN101252398B (zh) 具有多普勒模拟功能的扩频信号源
CN107239611B (zh) 一种矢量信号分析装置及方法
CN111289952A (zh) 雷达目标回波模拟方法及装置
EP3462645B1 (en) Frequency-converting sensor and system for providing at least a radio frequency signal parameter
CN110850380B (zh) 一种天气雷达数字标定单元实现方法
CN110031811B (zh) 多通道宽频带信号相参特性快速校准***
CN113009436A (zh) 一种空间角位置参数校准方法
KR101041990B1 (ko) 레이더 모의표적장치의 도플러 주파수 구현방법
CN109581062A (zh) 用于示波器校准仪探头的高精度阻抗测量***
CN213181996U (zh) 雷达信号侦察与干扰信号生成标校设备
EP2447724A1 (en) Method for implementing electromagnetic anti-interference filter impedance match and measuring system thereof
CN107966476A (zh) 一种混沌时域反射土壤含水量测量装置及方法
CN204068988U (zh) 一种数传发射机半物理仿真验证装置
CN115473538B (zh) 一种高速多频双通道数据实时互相关实现方法及装置
CN105721077A (zh) 一种射频通道间时延差测量装置及测量方法
CN115685108A (zh) 脉冲伪码体制引信体目标模拟***及其方法
CN213482447U (zh) 一种反射脉冲信号延时测量电路
CN114859308A (zh) 一种雷达目标模拟器及其校准方法
Kuhn et al. A system level design approach to UWB localization
CN104270209B (zh) 基于不同校准平面的rru驻波比的检测方法和装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant