基于矢量信号源的雷达信号产生系统设计_李文海.pdf

1、舰 船 电 子 工 程 2 0 2 3 年 第 3 期1 引 言雷 达 告 警 设 备 主 要 由 天 线、接 收 机、处 理 器、显示 器 和 控 制 面 板 等 组 成。在 实 际 的 使 用 过 程 中，频繁 出 现 虚 警、漏 警、误 警 等 问 题，严 重 干 扰 了 指 挥 员对 威 胁 态 势 的 正 确 判 断，导 致 对 雷 达 告 警 设 备 产 生了 一 定 程 度 的 不 信 任。现 阶 段，雷 达 告 警 设 备 的 检测 主 要 依 靠 模 拟 真 实 战 场 环 境 下 的 雷 达 信 号，然 后通 过 空 间 辐 射 的 方 法 将 信 号 发 送 到 告 警

2、天 线 阵 或通 过 直 接 馈 入 方 式 将 射 频 信 号 送 雷 达 告 警 接 收 机前 端，以 验 证 其 实 际 作 战 效 能 1 3。随 着 各 种 新 体制 雷 达 相 继 问 世，平 台 所 处 的 信 号 环 境 日 益 复 杂，急 需 一 种 相 对 经 济、实 用，能 够 仿 真 多 种 雷 达 信 号的 雷 达 信 号 产 生 系 统，以 达 到 验 证 雷 达 告 警 设 备 性能 的 目 的。测 试 所 需 能 产 生 多 种 雷 达 信 号 的 信 号 发 生 系统 具 有 很 高 的 实 用 价 值。现 阶 段 在 该 方 面 的 研 究主 要 存 在 以

3、 下 三 个 方 面 的 问 题：1）雷 达 信 号 生 成 方面 大 多 通 过 脉 冲 描 述 字（P u l s e D e s c r i p t i o n W o r d，P D W）描 述 信 号 方 式，相 对 于 该 方 式 虽 然 能 很 大 程度 上 减 少 存 储 空 间，但 是 P D W 一 般 只 能 描 述 脉 间信 号 特 征 变 化，产 生 的 信 号 样 式 和 适 用 的 硬 件 设 备受 限。2）系 统 一 般 内 置 几 种 雷 达 信 号 样 式 可 供 选择，不 能 自 行 扩 展 和 添 加 雷 达 信 号 样 式，功 能 升 级困 难。S M

4、 W 2 0 0 0 A 矢 量 信 号 源 是 罗 德 与 施 瓦 茨 公 司推 出 的 数 字 调 制 信 号 发 生 器，具 有 频 带 宽、信 号 样式 丰 富、精 度 高 和 可 扩 展 等 优 点，能 满 足 产 生 各 种 收 稿 日 期：2 0 2 2 年 9 月 1 3 日，修 回 日 期：2 0 2 2 年 1 0 月 8 日作 者 简 介：李 文 海，男，博 士，教 授，研 究 方 向：航 空 电 子 设 备 自 动 测 试。王 洪 春，男，硕 士 研 究 生，助 理 工 程 师，研 究 方向：自 动 测 试 技 术。基 于 矢 量 信 号 源 的 雷 达 信 号 产 生

5、 系 统 设 计李 文 海 王 洪 春 刘 勇 文 天 柱（海 军 航 空 大 学 烟 台 2 6 4 0 0 1）摘 要 为 了 满 足 雷 达 告 警 设 备 的 检 测 需 求，设 计 并 实 现 了 一 种 雷 达 信 号 产 生 系 统。该 系 统 硬 件 基 于 矢 量 信 号 发 生器，软 件 利 用 M a t l a b 生 成 基 带 信 号 I/Q 数 据，通 过 仪 器 控 制 工 具 箱 将 数 据 发 送 到 矢 量 信 号 发 生 器，通 过 T C P/I P 通 信 协 议 上 基于 文 本 的 S C P I 命 令 实 现 系 统 的 总 体 控 制。最

6、后 通 过 生 成 线 性 调 频 脉 冲 压 缩 雷 达 信 号 具 体 实 例 展 示 该 雷 达 信 号 产 生 系 统 的应 用。该 设 计 与 通 常 的 雷 达 信 号 产 生 系 统 相 比 更 具 通 用 性，具 有 很 强 的 应 用 和 实 用 价 值。关 键 词 虚 拟 仪 器；雷 达 信 号 模 拟；矢 量 信 号 源；线 性 调 频；相 位 编 码中 图 分 类 号 T N 9 5 7 D O I：1 0.3 9 6 9/j.i s s n.1 6 7 2-9 7 3 0.2 0 2 3.0 3.0 1 7D e s i g n o f R a d a r S i g

7、 n a l G e n e r a t i o n S y s t e m B a s e d o n V e c t o r S o u r c eL I W e n h a i W A N G H o n g c h u n L I U Y o n g W E N T i a n z h u（N a v a l A v i a t i o n U n i v e r s i t y，Y a n t a i 2 6 4 0 0 1）A b s t r a c t T o m e e t t h e d e t e c t i o n r e q u i r e m e n t s o f

8、r a d a r w a r n i n g e q u i p m e n t，a r a d a r s i g n a l g e n e r a t i o n s y s t e m i s d e s i g n e d a n di m p l e m e n t e d.T h e s y s t e m h a r d w a r e i s b a s e d o n t h e g e n e r a l i n s t r u m e n t v e c t o r s i g n a l g e n e r a t o r，a n d t h e s o f t w

9、 a r e i s b a s e d o n M a t l a bA p p D e s i g n e r.T h e p o w e r f u l c o m p u t i n g p o w e r o f M a t l a b a n d t h e t o o l c o n t r o l t o o l b o x a r e u s e d t o g e n e r a t e b a s e b a n d s i g n a l I/Q d a t aa n d s e n d t h e d a t a t o t h e v e c t o r s i g

10、 n a l g e n e r a t o r t h r o u g h t h e L A N b u s.T h e n，t h e t e x t-b a s e d S C P I c o m m a n d o n t h e T C P/I P c o m m u n i c a t i o n p r o t o c o l i s u s e d t o a c h i e v e t h e o v e r a l l c o n t r o l o f t h e s y s t e m.F i n a l l y，t h e a p p l i c a t i o n

11、 o f t h e r a d a r s i g n a l g e n e r a t i o n s y s t e m i s i l l u s t r a t e d b y a s p e c i f i c e x a m p l e o f g e n e r a t i n g t h e L F M p u l s e c o m p r e s s i o n r a d a r s i g n a l.T h i s d e s i g n i s m o r e v e r s a t i l e t h a n t h e u s u a l r a d a r

12、 s i g n a l g e n e r a t i o n s y s t e m a n d h a s a s t r o n g a p p l i c a t i o n a n d p r a c t i c a l v a l u e.K e y W o r d s v i r t u a l i n s t r u m e n t，r a d a r s i g n a l s i m u l a t i o n，v e c t o r s i g n a l s o u r c e，L F M，p h a s e c o d e dC l a s s N u m b e r T N 9 5 7总 第 3 4 5 期2 0 2 3 年 第 3 期舰 船 电 子 工 程S h i p E l e c t r o n i c E n g i n e e r i n gV o l.4 3 N o.37 5