雷达目标模拟器关键技术

文章编号:1001-893X(2012)01-0058-04多站制CW雷达目标动态模拟器设计X李华敏1,王瑛1,李晓松2(1.解放军91550部队,辽宁大连116023;2.中国西南电子技术研究所,成都610036)摘要:针对多站制连续波(CW)雷达工作特点,设计了一种CW雷达目标动态模拟器,满足多站连续波测量系统动态模拟联试的需求。

采用高性能CPCI工控机作为模拟器硬件平台,信号处理单元以CPCI板卡为载体,模拟控制信息依据弹道数据生成。

模拟器通过控制测距信号的时间延迟,实现目标距离变化的模拟;通过载波频移控制,实现目标速度的模拟;通过数控衰减器控制模拟信号的幅度,实现目标信号强弱的模拟。

通过多站制测量系统动态模拟联试,验证了模拟器的有效性和距离与速度的相关性。

关键词:连续波雷达;模拟器设计;侧音测距;多普勒频移中图分类号:TN955文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1001-893x.2012.01.012Design of Dynamic Target Simulator for Mult-i stationContinuous Wave Radar Measurement SystemLI Hua-min1,W ANG Yin g1,LI Xiao-song2(1.Unit91550of PLA,Dalian116023,C hina;2.Southwest China Institute of Electronic Technology,Chengdu610036,China)Abstract:According to the features of mult-i station c ontinuous wave(C W)radar,a dynamic target simulator for CW radar is designed.The simulator meets the needs of dynamic simulative test for the mult-i station C W mea-surement system.The high-powered CPCI computer is the hardware platform of simulator.The signal processing unit is built by CPCI board.The simulation control information is transformed by trajectory data.The change of target distance is simulated by c ontrolling the delay of ranging signal.The change of target velocity is simulated by shifting the frequency of carrier wave.The signal intensity is simulated by numerical control attenuator.The result of mult-i station measure ment system dynamic simulative test has proved its validity and the correlation be-tween distance and velocity.Key words:CW radar;simulator design;tone ranging;Doppler shift1引言多站连续波(Continuous Wave,CW)测量系统是由多套分布在远端站点的C W雷达组成,经合理布站在飞行试验空域建立起高精度测量带。

雷达模拟器工作原理雷达模拟器是一种用于模拟雷达工作原理的设备，它能够在不需要实际雷达设备的情况下，通过软件模拟雷达信号的发射和接收过程。

在航空航天、军事、气象等领域，雷达模拟器被广泛应用于系统设计、性能评估和培训等方面。

雷达模拟器的工作原理可以简单地描述为以下几个步骤：发射信号、接收反射信号、处理信号和显示结果。

首先，雷达模拟器会发射一束电磁波信号，这个信号可以是射频信号、微波信号或者其他频段的信号。

发射信号的方式可以是脉冲式、连续波式或者其他方式。

发射的信号会遇到目标物体，并被目标物体反射回来，形成反射信号。

这个反射信号会被雷达模拟器的接收系统接收到。

接收系统通常由天线、前端接收器和信号处理器组成。

天线用于接收反射信号并将其转换成电信号，前端接收器负责放大接收到的信号，信号处理器用于对接收到的信号进行处理。

在信号处理阶段，雷达模拟器会对接收到的信号进行滤波、放大、去噪等处理，以提取出目标物体的信息。

处理后的信号可以包括目标物体的位置、速度、距离等信息。

这些信息可以用来评估雷达系统的性能，比如探测距离、分辨率、抗干扰性能等。

雷达模拟器会将处理后的结果显示出来。

显示方式可以是数字显示、图形显示或者其他方式。

显示结果可以反映目标物体的位置、运动轨迹、散射截面等信息。

通过对显示结果的观察和分析，可以评估雷达系统的性能，并进行改进和优化。

除了上述的基本工作原理，雷达模拟器还可以具备一些高级功能，比如多目标模拟、多波束模拟、干扰模拟等。

多目标模拟可以模拟多个目标物体出现在雷达覆盖区域内的情况，以评估雷达系统的多目标跟踪能力。

多波束模拟可以模拟雷达系统具备多个波束，以评估雷达系统的覆盖范围和分辨率。

干扰模拟可以模拟雷达系统受到干扰的情况，以评估雷达系统的抗干扰能力。

雷达模拟器是一种用于模拟雷达工作原理的设备，它能够通过软件模拟雷达信号的发射和接收过程。

通过对模拟结果的观察和分析，可以评估雷达系统的性能，并进行改进和优化。

船用雷达/ARPA模拟器技术参数一、升级改造规模：1、在现有Bridge Master 340型模拟器（1教练站+3本船）的基础上升级改造，新的模拟器型号按古野FAR-2117雷达/ARPA真设备显示和使用性能设计，规模由1教练站+3本船升级为1教练站+10台本船；2、模拟器实验室环境配套升级改造，使得实验室环境和升级设备相匹配。

二、具体性能指标要求：1 教练席性能指标1）显示和操作方式：实用矢量电子海图背景、图形、对话框、菜单、工具条等；2）想定能力：包括海区选择、船舶数量的设定、船型的选择、船位及船舶基本运动参数设置；3）具有控制和监视各本船及雷达模拟器的能力；4）实时控制航行环境的能力：能够进行海浪、雨雪、干扰回波（同频干扰、工业电气干扰等）、阴影扇形区等；5）具有数据的实时记录和各船航迹的动态显示或打印功能；6）具有各本船训练过程的事后重演和打印功能；7）与各本船间通信方式：VHF；8）能增加本船、物标船数目（包括设置船舶种类及参数）；9）能方便地对本船、物标船的船位、航向、航速等参数进行设置、更改、存储及调用；10）能在互见和不互见的环境下进行本船间的对抗训练；11）提供现有各操作界面监视功能；12）具有海浪、雨雪等常见航行环境的模拟功能；13）能模拟快艇、不同吨级多种船型（散货、危化品、集装箱、LPG、LNG等）、不同工况下的模拟车效、舵效；14）备有系统还原、网络同传、远程控制、语音扩方等现代多媒体教学功能。

2 本船控制台性能指标1）显示模式采用三维视景显示，具有船首向上、航向向上、北向上、相对运动、对水真运动、对地真运动等显示模式；2）船舶操作台实物仿真采用半实物仿真的形式实现对船舶航向和舵机的操作、舵角显示；3）船舶操作台实时显示参数能够模拟显示船舶的如下参数：船名、船位、排水体积、吃水、航速、航向、旋转速率、纵向速度分量、横移速度分量、左车钟主机转速、右车钟主机转速、实际舵角、水深、潮高、风速、风向、流速、流向、报警信息等；能够模拟显示显示目标船的速度、航向及和本船的DCPA、TCPA、方位、距离等，当进行多本船对抗练习时，画面中同时显示本船间及本船与物标船的DCPA、TCPA、方位、距离及航向、航速等。

雷达目标模拟器
雷达目标模拟器是一种用于模拟雷达探测目标的设备，可以通过模拟不同类型的目标信号来测试雷达系统的性能和可靠性。

雷达目标模拟器是雷达系统研发和测试过程中必不可少的工具，可以大大加快研发工作的进度。

雷达目标模拟器的工作原理是基于雷达系统的工作原理。

雷达系统通过发射电磁波，接收目标反射的信号来探测目标的位置和速度。

雷达目标模拟器通过模拟目标信号来生成虚拟的目标反射信号，使雷达系统能够在实验室环境下进行各种测试。

雷达目标模拟器可以模拟各种不同类型的目标信号，包括航空目标，地面目标和海洋目标等。

通过调整模拟器的参数，可以模拟不同目标的距离，方位和速度等特性。

模拟器还可以模拟目标的回波信号强度和噪声等特性，以测试雷达系统对不同信号的检测能力和抗干扰能力。

雷达目标模拟器可以用于多种应用场景，包括雷达系统研发，性能测试和系统集成等。

在雷达系统的研发过程中，可以使用模拟器来验证新的算法和技术，评估系统的性能和可靠性。

在性能测试中，模拟器可以生成各种不同的目标信号，以测试雷达系统在不同条件下的性能。

在系统集成中，模拟器可以模拟各种不同类型的目标信号，以测试雷达系统的兼容性和集成效果。

雷达目标模拟器的优势是可以在实验室环境下进行测试，无需实际目标参与，节约了时间和成本。

同时，模拟器可以模拟各
种不同类型的目标信号，具有良好的灵活性和可调性。

模拟器还可以模拟目标信号的多普勒效应，使得测试更加真实可信。

总之，雷达目标模拟器是一种重要的雷达测试工具，可以用于雷达系统的研发和测试。

通过模拟各种目标信号，模拟器可以评估雷达系统的性能和可靠性，并加速研发工作的进程。

• 137•一种基于ZYNQ与AD9361的多目标雷达信号模拟器的设计与实现四川九洲电器集团有限责任公司 尹湘凡 洪 成 王正伟 刘志刚在雷达系统设计初期难于验证后端系统的功能，因此研制雷达模拟器就变得尤其重要。

本文介绍了一种基于ZYNQ 与AD9361的多目标雷达模拟器，从设计原理和设计实现两个方面描述了设计实现的过程。

雷达信号模拟器是雷达技术发展的必然产物，可以通过模拟产生雷达所需的信号，在雷达设计初期就可以验证雷达系统的功能，缩短雷达系统设计周期。

近年来随着数字技术的迅猛发展，雷达信号模拟器的功能越来越完善，性能也有大幅度的提高。

本文阐述的多目标雷达信模拟器，可以根据被测雷达系统的需求定制目标的数量，从而进一步验证雷达定位的功能；同时模拟器还具备二次雷达验证功能，可接收来自二次雷达的询问或应答信号进行解析，从而验证二次雷达系统的功能是否正常。

1 设计原理多目标雷模拟器技术是基于软件无线电的硬件架构进行设计的，模拟器是采用嵌入式SOC 芯片（ZYNQ ）与AD/DA （AD9361）芯片进行原理验证的。

在SOC 芯片中嵌入有ARM 控制器，用于同时接收外部参数配置协议的解析，计算出所模拟的目标在某坐标系内的位置，从而转化成到达不同接收器的距离延迟，然后通过内部AXI 总线将目标的多种参数发送至目标信号生成逻辑部分进行设置，设置成功后产生相应的目标信号（DA 数据）送至数据接口逻辑，组合成DA 芯片所需的信号格式进行目标信号的发射。

模拟器通过AD 芯片接收来自被验证系统的目标信息数据，经过数据输入接口逻辑转变为IQ 数据，进行解析译码后产生应答触发，触发模拟器发射应答信号供数据源进行定性定量的分析。

图1为多目标雷模拟器的原理框图。

2 设计实现2.1 硬件架构多目标雷达模拟器的设计采用的是软件无线电设计方法，使用Xilinx 公司的ZYNQ 系列芯片与AD 公司的AD9361芯片实现的，框图如图2。

SAR雷达目标信号模拟器案例SAR(合成孔径雷达)是一种利用机载或航天器载体的高频电磁波进行观测和成像的遥感技术。

它在地理测绘、资源勘探、环境监测和军事领域等方面具有广泛的应用。

SAR雷达目标信号模拟器是一种重要的工具，可以用于研究和开发SAR雷达成像算法和目标识别技术。

SAR雷达目标信号模拟器可以产生各种类型的目标信号，包括点目标、角落反射、散射中心等。

它模拟了雷达的工作原理和系统的各种参数，如雷达的工作频率、天线的相控阵特性、接收器的带宽等。

通过调节这些参数，我们可以生成各种不同的目标信号，并且可以以不同的方式改变目标信号的特征，如信号的极化、频率、幅度等。

对于点目标，SAR雷达目标信号模拟器可以生成具有特定强度和位置的目标回波信号。

这些目标信号可以用于检验目标识别算法的性能，并且可以用于评估算法的健壮性和鲁棒性。

对于角落反射和散射中心，SAR雷达目标信号模拟器可以模拟不同类型的目标，如车辆和建筑物等。

通过改变目标的形状、材料和运动状态，我们可以生成各种不同的目标信号，并且可以用于研究目标形状和材料对雷达回波信号的影响。

SAR雷达目标信号模拟器还可以模拟雷达的运动和姿态。

通过改变雷达的运动速度、方向和俯仰角，我们可以模拟不同的观测条件和成像几何。

这对于研究雷达观测的空间分辨率和信噪比的影响非常重要。

此外，SAR雷达目标信号模拟器还可以模拟实际环境中的杂波干扰和噪声。

通过生成具有不同背景和干扰的合成孔径雷达图像，我们可以研究杂波干扰和噪声对目标检测和成像质量的影响。

总之，SAR雷达目标信号模拟器是一种非常有用的工具，可以用于研究和开发SAR雷达成像算法和目标识别技术。

它可以产生各种类型的目标信号，并且可以模拟雷达的各种参数和运动姿态。

通过使用SAR雷达目标信号模拟器，我们可以评估不同算法的性能，并且可以改进算法的设计和实现。

此外，SAR雷达目标信号模拟器还可以用于培训和教育目的，以提高学生和研究人员对SAR雷达技术的理解和应用能力。

基于FPGA的雷达信号模拟器设计共3篇基于FPGA的雷达信号模拟器设计1随着雷达技术的日新月异，雷达信号模拟技术也在不断得到完善。

近年来，基于FPGA的雷达信号模拟器设计逐渐成为研究热点。

本文将介绍基于FPGA的雷达信号模拟器的设计原理和主要技术点。

一、FPGA技术概述FPGA是Field Programmable Gate Array的缩写，可译为现场可编程门阵列。

它是一种可编程逻辑设备，可用于实现各种数字逻辑功能。

与ASIC相比，FPGA具有灵活性高、设计周期短、成本低等优点。

因此，FPGA在雷达信号模拟领域得到了广泛应用。

二、雷达信号模拟器概述雷达信号模拟器是一种用于模拟雷达信号波形和参数的设备。

能够生成各种复杂的雷达信号，并且能够对信号进行实时处理和分析。

通过雷达信号模拟器，我们可以对各种雷达算法进行测试和验证，为雷达系统的开发和优化提供技术支持。

三、基于FPGA的雷达信号模拟器基于FPGA的雷达信号模拟器是一种使用FPGA实现雷达信号模拟的装置。

相对于传统的PC机实现方式，基于FPGA的雷达信号模拟器具有速度快、实时性好、精度高等优点。

因此，它在各类雷达仿真实验中得到越来越广泛的应用。

基于FPGA的雷达信号模拟器主要包括以下几个模块：1、雷达原理模块雷达原理模块用于实现雷达的基本原理和传输机制。

包括发射信号的产生、接收信号的处理以及目标回波信号的仿真等。

2、信号生成模块信号生成模块用于在FPGA芯片内产生各种不同的雷达信号。

它可以实现多种发射方案和调制方法，以满足不同雷达应用的需求。

3、数字信号处理模块数字信号处理模块用于对接收信号进行实时处理和分析。

它包括功率谱分析、多普勒分析和时域分析等功能。

4、仿真分析模块仿真分析模块用于对仿真结果进行分析和评估。

它可以实现多维参数分析和模拟场景设定，以帮助用户进行雷达系统的性能测试和优化。

四、设计实现流程基于FPGA的雷达信号模拟器的设计实现流程大致包括以下几个步骤：1、设计电路原理图2、编写程序代码3、进行功能仿真和验证4、进行硬件验证和调试5、完成原型制作和系统测试五、未来展望基于FPGA的雷达信号模拟器在雷达系统的研究和开发中具有重要作用。

SAR雷达目标信号模拟器案例SAR (Synthetic Aperture Radar)雷达是一种主动式雷达系统，用于从空中或卫星上获取地表上的图像。

它使用射频信号来探测并测量地表的物理属性，如地表形状和地物分布。

SAR雷达系统非常适用于军事监视、天气预测、地图制作和灾难响应等领域。

在SAR雷达技术开发和应用过程中，目标信号模拟器是一个重要的工具，用于生成和评估SAR雷达的性能。

目标信号模拟器是一个计算机程序，它可以模拟SAR雷达系统接收的目标信号。

它使用雷达散射模型和数学算法来生成具有不同物理特性的目标信号，如回波强度、散射系数和相位。

模拟器还可以生成不同类型的目标，如点目标、弯曲目标和散射目标，以模拟不同的场景。

SAR雷达目标信号模拟器的主要功能之一是生成回波信号。

它使用雷达散射模型来计算目标与雷达射频信号之间的相互作用。

这些模型通常使用目标的物理特性，如形状、尺寸、材料、散射特性和相位等进行参数化。

通过调整这些参数，可以生成不同类型的目标信号，并模拟出一系列不同的场景。

另一个重要的功能是评估SAR雷达系统的性能。

模拟器可以生成不同目标信号的集合，并将其与真实的SAR雷达图像进行比较。

通过计算相似性指标，如均方根误差(RMSE)和结构相似度指标(SSIM)，可以评估SAR雷达图像的质量和精度。

这可以帮助研发人员和工程师优化SAR雷达系统的参数和算法，提高其性能和可靠性。

SAR雷达目标信号模拟器还可以用于SAR雷达的目标检测和识别。

模拟器可以生成不同目标信号的集合，并将其输入到目标检测和识别算法中进行测试和评估。

通过比较算法的检测和识别性能，可以帮助研发人员选择合适的算法和参数，提高SAR雷达的目标识别能力。

此外，SAR雷达目标信号模拟器还可以用于SAR图像处理算法的开发和评估。

模拟器可以生成不同场景的SAR图像，并通过加入噪声、模拟运动模糊等方式模拟真实的图像采集过程。

这可以帮助研发人员开发和验证SAR图像去噪、运动补偿和遥感图像拼接等算法，提高图像质量和分辨率。