基于DRFM的通用无线电高度模拟装置的设计

李尚生;张军;陈佳林

【期刊名称】《海军航空工程学院学报》

【年(卷),期】2013(000)002

【摘要】介绍了一种基于数字射频存贮（DRFM）技术的通用无线电高度表高度模拟装置的设计。与传统的高度模拟装置相比较，该技术具有模拟高度连续可调，能叠加各类干扰信息以及通用性和可扩展性强等优点，可以应用于弹载和机载无线电高度表的测试。

【总页数】5页(P107-110,126)

【作者】李尚生;张军;陈佳林

【作者单位】海军航空工程学院电子信息工程系，山东烟台264001;海军航空工程学院电子信息工程系，山东烟台264001;海军航空工程学院电子信息工程系，山东烟台264001

【正文语种】中文

【中图分类】TN911.72

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高度表回波模拟器技术协议

高度表回波模拟器——DRFM 技术协议

目录 1概述 (3) 2功能及组成 (3) 2.1功能要求 (3) 2.2数字DRFM技术要求 (4) 2.2.1技术指标要求： (4) 2.2.2结构要求： (4) 2.2.3接口要求： (4) 2.3控制软件要求： (4) 2.3.1功能要求 (4) 2.3.2接口要求 (5) 2.4总体接口要求 (5) 2.5总体电源要求 (6) 2.6总体结构要求 (6) 2.7项目成果 (7) 2.8其它要求 (7)

1概述无线电高度表是XX飞行器配套的关键高度测量系统，用以测量飞行器与地(海)面的相对高度，其测量精度和动态特性等性能指标直接影响到飞行器的控制精度。高度模拟器是对无线电高度表进行综合性能指标测试的关键设备，可以连续模拟无线电高度表在各种高度、各种反射面环境下的静态或动态回波信号，用于GNC系统试验时配合无线电高度表完成系统试验。本文根据《XX能力验证飞行器GNC系统试验高度模拟器任务书》提出的研制内容和要求，进行了设备研制的需求分析，对高度模拟器的各个组成部分进行了详细的分解及设计，给出了设计方案，作为高度模拟器研制的依据。 2功能及组成 2.1功能要求高度模拟器用于GNC系统试验时配合无线电高度表完成系统试验。其主要功能如下： ●模拟器根据所需要模拟的高度信息计算时间延迟，根据该延迟发送与高度表完全相同的信号给高度表接收天线，其中时间延迟和模拟器发射功率可设置； ●可以模拟30m~1500m范围内的任意高度； ●通过以太网设置模拟高度值和信号功率； ●模拟器在空馈和线馈两种模式下根据高度表天线和模拟器天线之间的不同距离和线缆长度可以自动进行零位标定。根据高度模拟器的设计基本原则，还需具备以下功能： ●具有模拟动态连续高度、静态高度及多普勒效应功能。 ●具有手动、程控两种操作方式。自动操作方式由被试设备的测控装置通过以太网设置，控制连续动态或静态高度信号、置相应衰减。需要测控装置按照一定通讯协议发送控制指令，接收测试结果。当“自动”控制接口无任何控制信号时，自动转于“手动”状态，此时可以利用控制面板设置所需的静态高度、动态高度、衰减量等参数。 ●输出信号幅度可调，能够满足灵敏度测试要求。 ●具有计量参数存储功能，计量后可将每个高度通道的固有衰减存储到高

雷达半实物仿真的意义

1.雷达半实物仿真的意义在雷达系统的研制和调试过程中，对雷达性能和指标的测试是一个重要的环节。如全部采用外场测试，将耗费大量人力、物力、财力，且易受天气状况影响，延长雷达系统研制周期。作为雷达系统测试的有效手段，近年来雷达信号模拟技术以其灵活性和低成本受到了普遍关注。雷达半实物仿真是通过包括微电子技术、计算机技术和信号处理技术等在内的各种技术来复现雷达信号的产生、传递等的动态过程。目的是对算法进行测试、评定系统功能、测试雷达系统的综合性能等。雷达半实物仿真在雷达系统研制过程中的不同阶段起着关键作用： 1.雷达半实物在系统设计阶段的作用在雷达系统的设计阶段，雷达系统设计的主要任务是确定总体方案、系统指标和各个分系统的指标。采用传统的方式对系统方案和指标进行验证，不仅准确性较低，而且设计周期会比较长。采用半实物仿真技术，可以使得对雷达设计性能的评估更加快捷和准确。 2.雷达半实物仿真在样机研制中的作用在样机调试中，采用雷达半实物仿真技术，可以为雷达各个分系统产生雷达目标特性、目标飞行航迹、接收机噪声、干扰、杂波等实验条件，而且可以单独对该分系统的性能和对外接口关系进行测试，大大缩短了系统的研制时间。 3.雷达半实物仿真在交付使用阶段的作用在雷达系统交付使用阶段，雷达半实物仿真不仅可以为检测雷达系统的性能提供方便的评估手段，而且也为用户学习和熟练掌握雷达提供了各种作战环境。雷达半实物仿真按模拟的频段可分为：射频半实物仿真、中频半实物仿真、视频半实物仿真。一般情况视频半实物仿真可通过一定的处理过程，转换成雷达中频半实物仿真和雷达半实物仿真。雷达模拟器就是雷达半实物仿真技术的应用。本文雷达半实物仿真主要研究雷达模拟器相关。 2.雷达半实物仿真研究状况 2.1.国外雷达半实物仿真研究状况从70年代起，雷达半实物仿真技术在发达国家普遍应用。美国陆军试验鉴定司令部的红石技术中心开发了模拟/试验验收设施（STAF）。这是一种半实物仿真模拟器，它能对真实的毫米波雷达制导导弹进行

数字射频存储器模块的电路设计

数字射频存储器模块的电路设计 1、引言电子对抗的最终目的之一是破坏敌方的无线电通信，最直接有效的手段是采用通信干扰方式，扰乱对方的通信。而雷达干扰机是根据雷达的工作原理发射适当的干扰信号进人雷达接收设备，利用雷达干扰设备破坏或干扰对方雷达对目标回波信号的检测，进而不能及时获得充足的信息，使其效能降低或完全失效。数字储频是七十年代发展起来的新技术。基于DRFM的电子对抗系统发展很快。其最初用途是以数字式存储复制功能取代ECM系统中的模拟式循环微波存储功能。随着雷达种类的增加，近年来，数字储频已成为电子对抗领域中的关键技术，在雷达的信号模拟、杂波信号模拟、无源干扰信号模拟方面得到广泛应用。DRFM及其技术的发展改进。能够适应多变、快变和复杂时频调制的威胁信号环境，能够促使干扰信号与被干扰的雷达信号之间的相参性，具有过去的其他技术手段无法达到的良好干扰效果。DRFM及其基本技术系列的改进开辟了ECM的一个新领域。 2、DRFM的干扰类型和工作原理数字射频存储器(DRFM)是一种可储存任意射频信号，并在延迟可编程时间后精确输出的存储设备。数字储频不但具有瞬时带宽处理能力，而且存储频率精度高，不丢失相位信息信号，保真度好，可存储任意时间长度，连续复制与原雷达信号完全一致的假目标，并可分时复用，对多目标威胁有对抗的能力，而且具有跟踪雷达信号拖引功能，能够对信号进行历险分析等优点，可用于有效地干扰采用多普勒技术和脉压技术的雷达。 2．1 DRFM的干扰类型 DRFM可用于产生各种欺骗干扰信号和遮盖干扰信号,如表l所示，其基本功能是用数字方法存储接收的射频信号，再适当重构和调制存储的输入信号波形。DRFM除了可在时间上延迟调制之外，还可以加一定的调制，若在输出时加上一定的调制，则可实现速度、距离的欺骗信号或速度距离二维信号，还可通过添加目标使滤波器产生假目标的欺骗干扰，它将日趋成为对付多种新体制雷达的关键技术。

反数字储频干扰雷达波形设计研究

反数字储频干扰雷达波形设计研究随着现代电子战的迫切需求和微电子技术的飞速发展，数字射频存储（DRFM）技术对整个电子对抗领域发生了极其深远的影响，DRFM能捕获和存储不同的雷达信号和经过特殊调制的信号波形，可以有很长的存储时间，能够精确复制原始信号。DRFM不仅具有宽瞬时带宽输入处理能力，而且具有存储频率精度高、不丢失相位信息、信号保真度好等特点，可方便地产生各种欺骗性干扰信号和遮盖性干扰信号，成为干扰PD、PC等现代雷达的关键部件。 1、DRFM工作原理及类型 1. 1、DRFM基本结构数字射频存储器的简单组成框图如图1所示。图1 数字射频储存器组成框图图1中输入的射频信号经下变频，再经采样量化和多路分配后存储到高速存储器中。根据干扰的需要，经过适当的延时，信号需经过数模转换和上变频过程，以恢复到原始信号波形。DRFM系统的瞬时带宽主要由ADC转换器的采样率决定，而系统工作频带的扩展，可通过本振的切换来实现。DRFM使用双端口静态RAM作为高速数字存储器，以确保对信号记录和再现同时进行。除此以外，DRFM系统可以通过在高速存储器与通用计算机之间的数据传输和交换来扩展其应用领域。 1. 2、基本类型数字储频的关键技术是对信号的量化、存储和重构。根据量化方式不同，DRFM 可分为单通道幅度量化DRFM、正交双通道幅度量化DRFM、相位量化DRFM和幅相量化DRFM。 2、数字储频干扰特点 a. 相干干扰特性：由于DRMF技术不仅对相干脉冲信号可以长时间内地相干复制，而且能够将雷达信号的脉内调制特征无失真地复制下来。这使基于DRFM的

雷达干扰技术为干扰相干雷达提供了基础。 b. 距离波门欺骗：对每个接收的辐射源脉冲信号，通过对它反复的逐渐延时，可以直接产生用于距离门拖引技术的输出。可以存储任意长度的相干信号，并可光滑而精确地控制延时和输出脉宽。 c. 速度波门欺骗：当需要移动信号频率时，可以通过移动上变频振荡器中的频率（相对于下变频振荡器）获得。或用DDS直接产生数字频率，进行数字正交混频以获得多普勒频移。 d. 具有产生多个假目标的能力。从存贮器中调用的信号可用来在整个距离上产生许多假目标。DRFM具有在无限长的时间内转发相参及非相参脉冲的能力。在所关心的时间内，能保证单目标、多目标的相参复制和相参距离门拖引技术的实现。 e. 引入DSP作为控制单元，可自适应的控制产生相参、非相参的各种干扰源。 f. 多辐射源。多次使用DRFM存贮器中的一个存贮模块就可以连续地提供信号。同样，可以交替使用数字存贮器中两个或多个存贮器模块或在DRFM中存贮两个频率的和，以获得若干可控谱线的射频输出。 g. 采用DSP /CPU作为控制中心，为相参干扰源提供灵巧、智能化的控制方法还可完成先进的功率管理功能，同时对基于DRFM的雷达干扰的工作方式实施灵活、有效地控制。 3、雷达波形设计随着技术的成熟和性能的提高，DRFM的应用范围不断扩大，在未来的军事电子系统中起到越来越大的作用。由于基于DRFM的雷达干扰技术对雷达的威胁非常大，所以如何反数字储频干扰的研究显得尤为重要。就雷达系统而言，其发射波形是一个非常重要的方面，雷达波形设计是雷达系统最佳综合的重要内容，如果能把雷达波形设计成干扰机无法识别的信号，就能达到反数字储频干扰的目的。在参考文献[ 1 ]、[ 2 ]提出的两种相位扰动LFM信号（Multi - tone Phase - modulated LFM 和Slope varying LFM）的基础上，分析一种把两种相位扰动结合起来的阶段相位扰动LFM信号和一种脉内非线性调频脉间相位编码信号，并进行仿真。 3. 1、阶段相位扰动的LFM信号分析阶段相位扰动LFM信号即是把伪随机相位扰动LFM信号（Multi2tone Phase2modulated LFM）和阶段相位扰动LFM信号（Slope varying LFM）结合起来考虑。在改变线性调频信号斜率的同时，另外附加一个随机相位扰动，等于在随机的不同调频斜率信号上，增加了随机相位扰动。因此，干扰方要实现对雷达信号的参数估计就更难了。在不同的脉冲重复周期内发射不同的调频斜率信号，同时，附加随机相位扰动信号。对于变斜率相位扰动信号，幅度信号表示为： a (t) = exp [ j φ (t) ]

基于国产化器件的DRFM设计

基于国产化器件的DRFM设计王明君【摘要】在雷达电子对抗领域,基于数字射频存储器(DRFM)的雷达干扰系统方案因为具有可靠性高、假目标样式灵活且逼真度高等特点而被广泛采用.设计了一种宽带DRFM设备,性能指标达到预期,可满足大部分应用场合. 【期刊名称】《电子与封装》【年(卷),期】2018(018)006 【总页数】4页(P26-28,37) 【关键词】数字射频存储器;模数转换器;数模转换器【作者】王明君【作者单位】中国电子科技集团公司第五十一研究所,上海 201802 【正文语种】中文【中图分类】TN402 1 引言随着无线电装备的广泛应用，现代化战场电磁环境日渐复杂。在雷达对抗领域，数字射频存储器（DRFM）利用高速ADC对雷达信号进行高速高精度采样，利用高速处理器（如FPGA）对采样数据进行处理并送入高速存储器进行存储；释放干扰时，处理器从存储器中读出波形数据，进行干扰调制后送高速DAC进行数模转换，产生高逼真的雷达干扰信号，实现对雷达的有效干扰。

雷达抗干扰技术的进步，使得雷达干扰设备需具备更宽的瞬时带宽[1]。作为干扰设备的核心部件，DRFM往往需要几倍于目标雷达的带宽。这就要求DRFM的核心器件ADC、DAC具有更高的采样率，FPGA及存储器具备更大的数据带宽。以往，高速高精度ADC、DAC及高端FPGA、RAM长期依赖进口，近年来高端集成电路的国产化已取得显著成效。本文基于国产高速ADC、高速DAC、大规模FPGA及RAM设计了一种宽带DRFM设备，设备性能满足大部分干扰设备使用需求。 2 硬件设计 2.1 硬件架构设计雷达信号通过干扰机天线进入接收系统，经过放大滤波及变频等信号调理后，变为适应DRFM工作窗口的中频信号；中频信号经过高速高精度ADC采样后变为数字中频信号；采样数据进入FPGA后进行格式转换处理，送入双口静态存储器（DPRAM）进行实时存储。干扰时，FPGA根据指令将存储器中的数字波形文件读出并进行调制后产生数字干扰波形数据，将波形数据调整格式后送入高速DAC 实现数模转换，产生中频干扰信号，将中频干扰信号进行上变频后发射出去，实现对雷达的干扰。DRFM基本组成框图如图1所示[2-3]。本文主要实现图1虚线框里的中频部分。图1 DRFM基本组成框图 2.2 高速ADC选型高速ADC完成中频信号的模拟向数字化转换，ADC的输入窗口及采样率直接影响了DRFM的带宽指标。本文要实现1 GHz带宽的DRFM，根据采样定律，采样率需要至少2 GHz，为方便系统中变频通道的设计实现，需要留有一定的过渡带。综合目前国产器件水平及后续处理的方便，本设计选用2.4 GSPS采样率。中频输入输出范围选择0.1～1.1 GHz。ADC器件选用中国电子科技集团公司第二十四研