频率捷变雷达目标模拟器实时动态频率校准方法
基于DDS的雷达中频信号模拟器设计

引言雷达中频信号模拟器在雷达领域具有广泛的应用,可以用作频率合成器的重要组成部分,还可以作为调试检测时的模拟雷达中频回波信号的生成。
直接数字合成技术(Direct Digital Frequency Synthesis)产生于上世纪七十年代初,与传统频率合成技术相比,DDS技术具有高的输出频率分辨率、高精度、低相噪、切换频率时保持相位连续等优点[1-6]。
传统的直接频率合成和锁相频率合成(PLL)已不能满足现代雷达频率捷变、波形参数捷变等快速跳频的需求[7]。
DDS技术是一种全数字技术[2-4],为满足现在雷达所需信号的要求,频率合成就是用一个高稳定度与高标准度的标准频率源作为参考,通过对该频率进行各项运算和滤波后得到相同稳定度和准确度的不同的频率信号,作为雷达发射的基准频率。
中频信号模拟器作为辅助调试检测雷达使用时,需要对雷达接收到的回波信号进行模拟,产生相同频率的雷达回波信号便于整个接收通道的检查,可以辅助雷达完成距离零位标定、角度零位标定、相位补偿等各项工作。
1 DDS基本工作原理图1是DDS的工作原理框图[6],在DDS内核中作为DDS的系统时钟,N位全加器对频率控制字F和相位寄存器的N位输出值进行叠加运算[2][4],相位寄存器后信号流向分为两路,主路与相位控制字P通过加法器再次叠加运算后生成D位的ROM表寻址地址码,通过该寻址码在ROM查找表中找出当前频率控制字F和相位控制字P所对应离散波形幅度值数据;反馈路的信号等待下一个时钟信号与下周期的频率控制字F继续叠加,实时更新。
当前系统时钟周期结束后,离散的波形幅度值数据构成了离散输出信号的波形,在DDS内核外幅度控制字A控制乘法器对输出信号的幅度值进行选取,后经DAC及低通滤波器组对信号进行D/A变换和滤波最终得到实际需要的波形信号fout。
2 中频信号模拟器的系统设计及实现2.1 核心器件的选型及主要功能DDS芯片选用成都振芯公司的GM4940,该芯片包含32位频率控制字F,16位相位控制字P,10位幅度控制字A,同时支持单点频、FSK、PSK、OSK、RAMP、混频、扫频等多种操作模式。
一种用于PD体制频率捷变雷达的解模糊方法

一种用于PD体制频率捷变雷达的解模糊方法作者:张森来源:《科技资讯》2015年第06期摘要:基于目标的径向速度不随雷达工作频率的变化而改变这一特性,提出了一种适用于体制频率捷变雷达的滑窗查表搜索解模糊方法,仿真试验结果表明该方法能在存在较大视在距离和视在速度测量误差的条件下保证较高的解模糊正确率和较低的解模糊虚警率,且能适应波束内同时含有多个目标的情况,其运算量相对固定,具有较高的工程实用价值。
关键词:频率捷变距离解模糊速度解模糊中图分类号:TN958.6 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)02(c)-0004-02现代的雷达所采用的脉冲重复频率()范围从几百赫兹到几十千赫兹,甚至更高,这将导致雷达经常出现距离模糊、速度模糊或距离和速度同时模糊,因此,要获得目标的距离和速度就要进行距离和速度双解模糊。
而雷达为应对频域上的瞄准式窄带干扰或宽带阻塞式干扰,往往会采用脉组间随机或自适应的频率捷变工作模式,这将导致常用的在多普勒频域内进行速度解模糊的算法失效[1]。
针对这一情况,该文基于目标的径向速度不随雷达工作频率的变化而改变提出了一种在速度域上进行解模糊的方法。
1 解距离模糊雷达目标回波因受到发射脉冲的遮挡,会产生距离遮挡,同时由于地杂波的影响需要将回波多普勒零频附近的信号挖除,会产生速度遮挡。
为了避免模糊并消除由距离和速度遮挡而产生的盲区,一般采用多重的工作方式[2]。
假设雷达共有重,一旦选定,由此确定的非模糊距离单元为:(1)式(1)中为由系统带宽确定的距离单元,代表向下取整运算。
假设第重上测量的视在距离单元为,则所有可能的目标距离单元为:(2)式(2)中,为雷达最大作用距离单元数,该文所述的解模糊方法为准则的滑窗查表搜索法,具体做法是先在1至之间以各重的非模糊距离单元建立距离模糊表,如表1所示。
表1中为求模运算,注意当求模运算的结果为0时,需要将0替换为相应的。
将每个波位中各重恒虚警检测后过门限点的距离单元信息分别存储在一个维的距离信息表中,表中各重相应的距离单元如果有过门限的点则标记为1,反之标记为0。
雷达校准方法

雷达校准方法1. 雷达校准方法包括机械校准、电子校准和信号校准三种主要方式。
机械校准是通过调整天线和其他雷达部件的物理位置,以确保雷达系统的准确性和稳定性。
电子校准是通过调节雷达接收机和发射机的电子部件,以确保雷达系统的灵敏度和抗干扰能力。
信号校准是通过向雷达系统发送已知频率和幅度的校准信号,以校准系统的测量和分析功能。
2. 机械校准通常需要使用天线转台和高精度仪器进行定位和调整,确保天线的指向准确,并保持机械结构的稳定性和精度。
3. 电子校准涉及调节雷达接收机和发射机的增益、频率响应、带宽和脉冲宽度等参数,以确保雷达系统的性能符合设计要求。
4. 信号校准涉及使用特定频率和幅度的标准信号源来验证雷达系统的接收和处理能力,同时对系统的非线性和失真进行校正。
5. 雷达校准的一般步骤包括系统初始化、测试执行、数据分析和调整确认等环节,需要经过严格的流程和精确的操作。
6. 雷达校准的目的是确保雷达系统在各种工作条件下都能提供准确、稳定、可靠的性能,以满足具体应用的要求。
7. 在雷达校准中,常用的测试工具包括频谱分析仪、信号发生器、功率计、脉冲发生器等设备,用于测量和调试雷达系统的各项参数。
8. 在机械校准中,需要考虑天线的指向误差、机械偏差、机械振动等因素对雷达系统性能的影响,并采取相应的校准措施。
9. 电子校准通常包括对收发模块、调频模块、滤波器、放大器等组件的校准,以确保雷达系统的信号处理功能达到设计要求。
10. 信号校准通常需要使用标定信号源对雷达系统进行灵敏度、线性度、带宽等方面的测试,以验证系统的测量和分析能力。
11. 雷达校准的关键参数包括天线增益、方向图、波束宽度、脉冲宽度、系统灵敏度、动态范围、杂散回波抑制比等。
12. 机械校准需要考虑雷达系统的结构稳定性、机械装配精度、机械零件磨损等因素,采取相应修正措施以确保准确的测量。
13. 电子校准需要对雷达系统的发射功率、接收灵敏度、噪声系数、输入输出阻抗等参数进行校准,以保证系统的性能稳定和一致性。
带干扰雷达型目标模拟器校准方法

A calibration method for radar target simulator with jamming
YI Lei, YAN Yiqiang, LI Miao (China Airborne Missile Academy, Luoyang 471009, China)
Abstract: The calibration of the jamming signal parameters in radar target simulator is hardly achieved at the present stage. In this paper, a new calibration technique based on the thought of software radio was proposed. For matching the presupposed interference signals, the echo signal output from target simulator was downconverted and digital processed. The radar target simulator with interference could be calibrated though the calculation of the jamming signal parameters. A calibration system of radar target simulator was developed and the uncertainty of the calibration results was evaluated. The calibration results implied that: the parameter deviation of jamming signal was not more than 3%, the dragging speed uncertainty of jamming signal was 1 m/s, the acceleration uncertainty was 0.2 m/s2 and the uncertainty of jamming signal acquisition, dragging, holding and shutdown time was 0.01 s. It demonstrated that this technique could be applied to calibrate the radar target simulator with jamming signal. Keywords: radar target simulator; velocity gate pull-off jmming (VGPO); range gate pull-off jamming (RGPO); software radio; calibration
高精度频率校准方案

高精度频率校准方案
总结与展望
总结与展望
▪ 方案总结
1.本方案通过采用高精度频率校准技术,提高了系统的时间和 频率精度,满足了项目需求。 2.在实施过程中,我们注重细节,严格遵守技术规范,保证了 方案的顺利实施。 3.通过本次方案,我们积累了更多的经验和技术,为未来的类 似项目提供了有力的支持。
▪ 数字信号处理算法
1.数字信号处理算法可以对频率信号进行精细调整和优化。 2.通过采用先进的滤波算法、频率跟踪算法以及误差补偿算法 ,可以在软件层面提高频率精度。 3.结合硬件和软件的优势,可以实现更高精度的频率校准。
▪ 电磁兼容性
1.电磁兼容性对频率校准精度有重要影响。 2.外部电磁干扰以及设备内部的电磁辐射都可能对频率产生影 响。 3.通过采取有效的电磁屏蔽措施、优化布线设计以及提高电源 的稳定性,可以降低电磁干扰对频率精度的影响。
▪ 数据收集与分析
1.数据采集:采用高精度的测量设备,收集足够的数据样本。 2.数据处理:运用专业的数据处理软件,对数据进行清洗、整 理和分析。 3.结果呈现:将处理后的数据以图表、报告等形式展示,便于 理解和分析。
校准过程与结果展示
▪ 校准结果评估
1.结果对比:将校准结果与预期值进行对比,评估校准的准确 性。 2.不确定度分析:根据数据分析结果,评估测量结果的不确定 度,量化校准的可靠性。 3.结果应用:根据校准结果,对设备进行调整或修复,提高设 备的频率准确度。
频率误差来源与影响分析
温度控制与补偿
1.温度变化是导致频率误差的重要因素之一。 2.通过实施精确的温度控制措施,减小设备工作环境的温度变 化,可以降低温度对频率的影响。 3.此外,还可以采用温度补偿技术,根据温度变化实时调整频 率输出,以进一步提高频率精度。
频率捷变雷达信号源实时动态频率校准方法

频率 ,然后 由瞬时测 频 电路 测量 VC 的 T作 频率 O 并 输 频率码 ,将频 率码作 为 R M 的地 址 ,再 将 A 电压码 存入 以频率码 为地址 的 R M 存 储单元 内 , A
直 至将 所有 的频率点 校准一遍 。跟 踪时 ,外部输 入 信号经 瞬时测频 测得频 率码 ,然后 对 R AM 进行 查 表 ,查 得的 电压码再 经 D A 控制 V O输 与雷 达 / C
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整个 R AM 表数据 流 的可靠 性和 全面性 。例如 :当 1 2位 电压码 为 ce 时 ,1 dH 0次测 得的频 率码可 能 为 6 ,其 中有 4个 为相 同的频率 码 ,则 将这 6个 个 频率 码地 址单 元 处全 部写 入 电压码 c e dH。在 相 同 的 4 单元 内重 复写 4遍 。写表 数据流示 意 图如图 个
间 和校准时 问 ,在 _ 作时 问 内,信 号源将 完成对 雷 T
达信 号的测频 和频率 跟踪 ;在校准 时间 内 ,进行 频
率校 准 。之所 以要进 行频率 校准 ,主要是 因为信 号
源T作较 长时 间后 ,输 { 率会随 着 丁作 H f 频 CH q的增 加而 不断漂移 ,这是 因为 V O 的频率控 制特性 会 C
52 8・
海 军 航 空 工 程 学 院 学 报
第2 3卷
射频
输 入
次 ,并将该 电压 码存入这 1 0次 测得频率 码地址 的
l 辑产生
I l 频
嚣 誉
单元 内 。当然 ,这 其 中可 能会 现某一个 频率码 地
VXI频率捷变雷达自动测试设备的设计

VXI频率捷变雷达自动测试设备的设计舒悌翔(科工集团三院三十五所,北京1000139)摘要:介绍了VXI总线组建的频率捷变末制导雷达自动测试设备的设计。
首先简述设备的主要技术要求及功能,重点提出解决关键技术的主要技术问题及设计过程中拟采取的技术措施。
关键词:VXI;频率捷变;末制导雷达;自动测试设备1 概况频率捷变末制导雷达(以下简称雷达),是一种多用途新型雷达,采用了多种新技术,新器件。
传统的手动测试设备已无法测出诸如雷达在频率捷变下的频率跟踪误差等重要技术参数。
要进行频率捷变雷达自动测试系统的研制,必须首先解决几项重要的关键技术:即程控频率捷变雷达信号源、综合控制机箱和程控目标模拟器等的研制。
在上述三个关键技术落实基础上,我所研制了通用型VXI总线频率捷变末制导雷达自动测试设备(以下简称称VXI总线设备)。
VXI总线设备由下列几部分组成:控制机柜;多功能测试台;程控目标模拟器和微波暗箱等组成(如图1)。
控制机柜包括:示波器,VXI机箱,综合控制机箱和+28.5V直流稳压电源组成。
多功能测试台上有数字多用表,计算机、显示器和打印机,在台的左侧非标机柜中配置有本振精度测试仪和回波目标模拟器。
VXI总线设备设计任务涉及电气(高频、低频)、结构和测试软件三大部分。
其中VXI频率捷变信号源模块又是实现VXI频率捷变雷达自动测试设备最关键技术,在以下章节中重点叙述。
在设备各分系统中综合控制机箱(以下简称综控箱)是核心部分。
考虑已经定型的型号和在研型号的检测需要,综控箱通过适配器(一种型号雷达配一种适配器)和标准化信号定义、规范箱内接线,具有通用性特点。
新研制的微波暗箱是园筒形结构,筒内壁贴有微波吸收材料,并设计了一个固定式的小喇叭天线。
该暗箱主要用于雷达“向天线”辐射时,吸收雷达天线辐射的高频电磁波。
程控目标模拟器由沿着水平丝杠运动的喇叭天线和控制模块(在VXI机箱内)组成。
目标模拟器为水平一维运动,高低由人工调节。
频率捷变雷达综合测试仪校准方案

频 率 捷 变 雷 达 综 合 测 试 仪 校 准 方 案
T eC l rt n S h me o. et q ime t fF e u ny—a i a a h ai ai c e ,T s E u b o f p n rq e c o gl R d r e
.
,
A:f 一△ z 毒 引频 精度 测试 数据 如表 1 :
表 1
带宽设定值 ( H ) M z
10 o 10 5
跟踪精度 ( | ) M { z
0. 8 4 0 1 O. 8 Ol 6
O. 2 1 O6 0. 1 5 05
20 0
图 1 捷 变 频 率 校 准
功率、 衰减及脉冲参数的检定 , 如图 2 。 示
侯兴勃 等 : 频率捷 变雷达 综合 测试仪 校准方案
t t 3=0・ 4 d 0 B
合 成 不确定 度 为 :
。 =
0. l B 1d
43 微 波 衰减器 的校 准 不确定 度 . 微 波衰 减器 校准 不确 定度 主要 由标 准 的测量 不确 定 度 、 波导同轴转接器 2 和失配误差引起 的不确定度 “ 决 定 。根 据 H 47 3 P3B功 率指示 器 和 H 88D功率传 感 P4 1
1 引言
如 图 1不 。
频率捷变雷达综合测试仪工作在射频捷变状态 , 可 以模拟产生 目标 回波信号 , 对雷达进行性能测试 , 它是雷 达测试系统中的组成部分 , 捷变频雷达综合测试仪的校 准非 常重 要 。
2 校 准需 求
频率捷变雷达综合测试仪工作原理 : 当被测雷达工 作时 , 频率捷变雷达综合测试仪测出雷达的工作频率 , 并 引导到雷达发射机的工作频率上 , 产生与之频率相 同的 微波信号 , 使输出信号的频率始终跟踪雷达发射机的频 率变化 , 完成捷变频雷达信号的 自动应答。 从频 率捷 变 雷达 综 合 测 试 仪 的输 入 输 出参 数分 析 , 捷变 频雷 达综 合测 试 仪 的校准 需 求 有 两 方 面 : 是模 拟 一 雷达在预定频率范 围产生捷变信号 ; 二是测定频率捷变 雷达综合测试仪的射频输出信号对应 的参数。从频率捷 变雷达综合测试仪 的自身功能分析 , 频率跟踪精度是一 项 重要 的性 能 指标 。 3 校准 系统 频率捷变雷达综合测试仪校准系统主要功能在于首 先模 拟 捷变 频雷 达在 预定 频率 范 围产生 的捷 变频 脉 冲信 号以及同步信号作 为捷变频信号源的激励信号 ; 其次是 设计 宽带 的微 波 接 收机 , 精 度 接 收捷 变 频 信 号 源 的输 高 出信号, 对该信号的频率 、 延迟 时间、 冲宽度等指标进 脉 行测量 。频 率捷变雷达综合测试仪 校准系统包括两部 分, 捷变频率校准与定频校准。
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的数据 固定 不变 , 反映 V O频 率控制特性 的变化 , 不能 C 送 到 V O上 的控制 电压码 与雷 达频 率 实际 上是 不对 应 的 , C 总是存在偏 差 。这样 目标模 拟 器 对雷 达 发射 频率 的跟踪 能力就变 差 了, 目标模 拟器 的频 率跟踪 精度 也降低 了 。原
Kewo d : fe u n yc l rto y r s rq e c ai a in;fe u n y a it b r q e c gl y;r d rt r e i lt r i a a ag tsmu ao
0 引 言
频率捷变雷 达 目 模 拟器 能 够模 拟 频率 捷 变雷 达 的 标
射频信号和干扰信号 , 在捷变频末制导雷达的测试 中具有
重要作 用 。原有 的频 率捷 变 雷达 目标 模 拟器 所 采用 的工 作方式 是开环跟踪 和 闭环 校准 _。在 开环 状态 下 , 】 ] 由瞬时 测频 电路测量 雷达 的工作 频 率 , 输 出频 率码 , 并 以频率 码 为地 址访 问 R AM 存 储单 元并得 到 电压 码 , 电压码 经过 该 D A转 换后产生 一模拟 电压去 控制 V O 的振 荡频 率 , / C 使 VC 的振 荡频率 与雷达工作 频率相 同 。 O
时动态频率校准方法, 提高了输出信号的频率跟踪, 输出频率会随着工作时间的
增 加而发生 漂移 。这 是因为 V O的频率控 制特性会 随着 C 时间变化 , 导致 V O在相 同的控 制 电压作用下 , 不 同的 C 在
关键词:频率校准 ;频率捷变 ; 雷达 目标模拟器
中图 分类 号 :T 5 N9 3 文 献 标识 码 :A
Th e ltm e f e u n y c lb a i n m e h d e r a - i r q e c a i r to t o
i r q e c g lt a a a g ts m u a o n f e u n y a iiy r d r t r e i l t r
H u Z i i Ya g Z n fn Pe g W e g u hhu n he g a g n n hi
( . p rm e to e t o isa d I f r t n E g n e i g,NAEI 1 De a t n fElc r n c n n o ma i n ie r o n ,Ya t i 6 0 1 n a 4 0 ; 2
己 口 年 1 月 口日 1 第己 卷 第 l 期 7 l
l
雷达 目标 模 拟器 实 时动态 频 率校 准 方法
胡志慧 杨正 芳 彭文辉
(. 1 海军航空工程 学院电子信息工程系 烟 台 24 0 ; . 6 0 1 2 海军潜艇学院 青 岛 2 6 7 ) 60 1
有目 标模拟器每工作一段时间就需要手动地进行频率校 准 。在 闭环状态下 ( 时 射频 输入 断开 ) 此 由频 率校 准 电路 对 V O进行定时地频率校准, C 然而这样 的工作方式严重
影 响了雷达测试 的质量 和效率 。 为了克服 目标模拟 器存在 的这些缺 点 , 文设计 了实 本
摘 要: 本文分析了原有频率捷变雷达 目标模拟器 中频率校准方法存 在的缺陷, 出了一种新 型实时动态频率校准方 法, 提 实 现了雷达 目标模 拟器边跟踪边校准的工作模式 。与原有频 率校准方法相 比, 提高 了频率 跟踪精度 , 达到 0 5MHz 从而能够 . ,
保证 目标模拟器长时间稳定工作 。
2 Na yS b r eAc d my . v u ma i a e ,Qig a 6 0 1 n n do26 7 )
Abta t sr c :Thsp p ra ay e h e e to h r q e c air t n i r dt n lfe u n y a it a a a g tsm ua i a e n ls st e d fc ft efe u n y c l ai n ta io a r q e c gl y r d rt r e i l— b o i i tr u sf r r e fe u n y c l r t n meh d wh c o p ee h r n air t n smu tn o sy C m — o ,p t o wa d a n w rq e c ai ai t o ih c m lts t e wo k a d c l ai i la e u l . b o b o O p r d wi h r dto a r q e c ai r t n m eh d t e n w rq e c ai rto eh d i r v st e fe u n y a e t t e ta i n lfe u n y c l a i t o , h e fe u n y c l a in m t o mp o e h rq e c h i b o b tak p e iinwhc a e c . H zCo s q e ty,h e fe u n yc l r t nm eh d e s r st a a g t i ua r c r cso ih c nr a h0 5M . n e u n l t en w rq e c ai ai t o n u e h ttr e m l— b o s trc n wo k sa l o o g t e o a r tb yf raln i . m