多通道多辐射源模拟器设计

发布时间：2020-07-19 19:02

【摘要】：随着武器装备信息化的快速发展,电子侦察系统所面临的电磁环境日益复杂,如何构造逼真的信号环境,从而对电子侦察设备的复杂环境处理能力进行测试和验证,是电子战系统研制、开发、试验过程中一个重要的研究课题。论文以此研究背景立题,深入研究了多通道复杂雷达信号产生技术,并完成了多通道多辐射源模拟器的设计与实现。本文所研究的多通道多辐射源模拟器基于电磁信号环境模拟技术,主要由上位机软件、通信与控制板、雷达信号产生板、开关滤波放大组件四个模块组成,本文介绍了多通道多辐射源模拟器的信号体制以及所建立的信号模型,并对硬件、软件的设计进行了介绍,最后着重介绍了面向时差定位的雷达信号模拟实现方法与宽带阵列测向信号模拟实现方法。论文的主要工作如下:1、多通道多辐射源模拟器所辐射的信号主要为调幅脉冲信号、连续波信号、线性调频信号、相位编码信号等基础信号,首先对这几种信号的原理与特性进行了详细地介绍;然后结合电子侦察设备的应用背景,在这些基础信号上建立起了天线扫描模型、时差定位模型、分区工作模型、宽带阵列测向信号模型等不同类型的模型。2、给出了多通道多辐射源模拟器的总体框架设计,包括上位机、通信与控制板、雷达信号产生板以及开关滤波放大组件的软硬件设计,并且对各个模块之间的连接关系以及通信方式进行了介绍,其中重点对雷达信号产生板进行了详细介绍,雷达信号产生板是以DSP+FPGA构架平台为核心,外加时钟、电源、DAC等外围电路模块构建了雷达信号产生板的硬件平台。3、为了适应电子侦察设备对无源定位模拟环境的需求,基于多通道多辐射源模拟器实现了对时差定位系统的模拟。首先对时差定位的原理进行了介绍;再者建立了时差定位的二维算法模型以及三维算法模型;然后介绍了时差定位模拟的实现框架,并对基于雷达信号产生板的时差定位实现方法进行了阐述;最后给出了时差定位模拟方法的信号仿真与测试验证。4、基于多通道多辐射源模拟器实现了对宽带阵列测向信号的模拟。首先介绍了直接式数字频率合成技术的基本原理;接着,在这原理基础之上提出了多相结构频率合成技术,并对多相结构频率合成技术进行了详细地介绍;然后基于雷达信号产生板对多相结构频率合成技术进行了实现;最后对这一技术的实现进行了仿真验证与测试验证。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TJ06;TJ5
【图文】：

调幅脉冲,信号

雷达信号有多种体制，也有多种分类，雷达信号基本可以分为这几种：调幅、相位编码信号、连续波信号、线性调频信号等[10][11]，其他的信号类型一这几种信号为基础而建立的复杂信号，比如脉间捷变信号、重频参差信号、信号等。2.1.1 调幅脉冲信号调幅脉冲信号是雷达信号中基础的信号之一，它广泛地被运用于各种体制利用调幅脉冲可以构成复杂的雷达信号体制类型，比如脉冲多普勒、脉冲压达定位、测距、通信等多个领域有着广泛的应用。该信号的表达式如下所 0 02 2( )j pf t j pftS u e Arett tct eT 其中 A代表调幅脉冲信号的幅度，T 代表调幅脉冲信号的脉冲宽度，0f 代表信号的载波频率[11]。调幅脉冲信号的波形框图如下图 2.1 所示：

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西安电子科技大学硕士学位论文2 连续波信号波信号也是雷达信号中常见的一种信号类型，在连续波信号的基础之上的调制，得到各种类型频率调制的复杂信号，例如三角调制连续波信号续波信号等。连续波的数学表达式如下所示：0S (t ) A cos(2 f t ) A代表连续波信号的幅度，0f 代表连续波信号的频率[11]。连续波信号的图 2.2 所示：

调频信号,线性调频信号,信号波形,编码信号

图 2.3 线性调频信号中图 a 表示的正斜率调频信号，可以看出信号波形由稀疏逐渐变为斜率调频信号，信号波形由密集逐渐变为稀疏。相位编码信号号也是雷达信号中常用到的信号，编码信号按照编码方式可以分为编码信号，其中频率编码信号是以不同的频率作为码元进行编码则是以不同的相位作为码元进行编码的信号，本文重点介绍相位码信号因为其拥有低截获特性、强干扰性，在雷达信号领域得到了的表达式如下所示：0 02 (2 ( ))( ) ( ) ( / )j f j f tS t u t e rect t T e 中0f 表示编码信号的载波频率，r ect( t /T)表示矩形函数，而 ( t)表

【参考文献】