本發(fā)明屬于射頻仿真與信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種引信體目標(biāo)回波模擬半實(shí)物仿真裝置。

背景技術(shù)：

毫米波引信工作在彈目交會(huì)的末端，由于距離較近，往往出現(xiàn)天線主波束對(duì)目標(biāo)的局部照射現(xiàn)象，此時(shí)目標(biāo)不能被認(rèn)為是點(diǎn)目標(biāo)，而是體目標(biāo)。目前對(duì)近程雷達(dá)性能檢測(cè)一般采用室內(nèi)閉環(huán)點(diǎn)目標(biāo)模擬測(cè)試和外場(chǎng)繞飛、滑軌等方法，室內(nèi)點(diǎn)目標(biāo)模擬測(cè)試不能真實(shí)反映目標(biāo)回波的體目標(biāo)效應(yīng)；外場(chǎng)試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)真實(shí)，但受外界環(huán)境的影響大，交會(huì)速度一般較低，交會(huì)姿態(tài)有很大的局限性，而且試驗(yàn)次數(shù)也受到很大的限制。采用體目標(biāo)模擬半實(shí)物仿真裝置能夠模擬近場(chǎng)目標(biāo)的體目標(biāo)特性，根據(jù)不同目標(biāo)和不同交會(huì)姿態(tài)產(chǎn)生模擬目標(biāo)回波，使引信在彈目交會(huì)末端的工作性能得到檢驗(yàn)，從而能夠節(jié)約大量人力和物力資源，縮短研制周期。

申請(qǐng)?zhí)?01210258912.X，名稱為“雷達(dá)回波信號(hào)高精度距離模擬方法、裝置及目標(biāo)模擬器”的發(fā)明，提出了一種雷達(dá)回波信號(hào)高精度距離模擬方法、裝置及目標(biāo)模擬器，該方法根據(jù)預(yù)設(shè)目標(biāo)距離計(jì)算雷達(dá)回波信號(hào)的延遲量和數(shù)字系統(tǒng)處理時(shí)鐘對(duì)零中頻的數(shù)字化雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行粗延時(shí)，再根據(jù)AD采樣時(shí)鐘對(duì)數(shù)字化雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行精延時(shí)。該發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)雷達(dá)回波信號(hào)距離的高精度模擬，但沒有提到對(duì)回波信號(hào)速度和回波功率的模擬。

申請(qǐng)?zhí)?01510144738.X，名稱為“一種雷達(dá)回波模擬方法及雷達(dá)回波信號(hào)模擬器”的發(fā)明，提出了一種雷達(dá)回波模擬方法及雷達(dá)回波信號(hào)模擬器，通過控制器對(duì)所述發(fā)射延時(shí)信號(hào)和所述調(diào)制延時(shí)信號(hào)進(jìn)行卷積運(yùn)算，生成并輸出雷達(dá)回波模擬信號(hào)，避免了模擬回波失真的問題。但由于所述雷達(dá)回波信號(hào)模擬器模擬距離較遠(yuǎn)，因此帶來的跨多重延時(shí)處理也將占用較大的存儲(chǔ)資源，對(duì)大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器要求較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種引信體目標(biāo)回波模擬半實(shí)物仿真裝置，以真實(shí)準(zhǔn)確地模擬彈目交會(huì)過程中近場(chǎng)體目標(biāo)效應(yīng)下的目標(biāo)回波信號(hào)特征，滿足引信在各種工作模式下對(duì)目標(biāo)信號(hào)模擬的要求。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種引信體目標(biāo)回波模擬半實(shí)物仿真裝置，包括無回波隔離箱、上位機(jī)、同步控制模塊、接收支路、通道選擇開關(guān)、信號(hào)處理模塊、發(fā)射支路、電源模塊及本振信號(hào)發(fā)生器，其中：

所述的無回波隔離箱為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，其長(zhǎng)度方向的一個(gè)面放置引信天線，與該面相對(duì)的另一個(gè)面放置接收支路天線與發(fā)射支路天線；

所述上位機(jī)作為主控平臺(tái)，完成參數(shù)設(shè)置、彈目交會(huì)模型建立和目標(biāo)回波信號(hào)波形生成的功能；上位機(jī)采用等效散射點(diǎn)法模擬近場(chǎng)體目標(biāo)效應(yīng)，根據(jù)用戶設(shè)置的參數(shù)計(jì)算生成各散射點(diǎn)的位置矢量坐標(biāo)、距離信息及速度信息，通過RS422標(biāo)準(zhǔn)串口與同步控制模塊實(shí)時(shí)進(jìn)行信息交互；

所述同步控制模塊接收上位機(jī)發(fā)送的仿真數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)解算引信目標(biāo)距離速度幅度對(duì)應(yīng)的控制字，根據(jù)控制字對(duì)各通道中頻信號(hào)進(jìn)行距離延遲、多普勒頻移和幅度衰減控制，同時(shí)控制接收支路、通道選擇開關(guān)、信號(hào)處理模塊；

所述接收支路對(duì)接收支路天線的引信發(fā)射信號(hào)進(jìn)行下變頻處理并對(duì)中頻信號(hào)采樣獲取數(shù)字信號(hào)；該數(shù)字信號(hào)通過通道選擇開關(guān)分配到相應(yīng)散射點(diǎn)個(gè)數(shù)的數(shù)字信號(hào)通道；

所述信號(hào)處理模塊在每個(gè)數(shù)字信號(hào)通道中，根據(jù)各散射點(diǎn)目標(biāo)特征對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)控延遲、多普勒頻移和幅度衰減；

所述發(fā)射支路將各通道的中頻信號(hào)進(jìn)行功率合成及上變頻處理，變換到引信探測(cè)信號(hào)的工作頻率上，再通過發(fā)射支路天線在無回波隔離箱中輻射出去；

所述本振信號(hào)發(fā)生器為接收支路、發(fā)射支路提供本振信號(hào)，所述電源模塊為各部分提供所需的直流電源，并帶有過流過壓保護(hù)電路。

優(yōu)選地，所述無回波隔離箱內(nèi)側(cè)鋪滿尖劈形吸波材料。

優(yōu)選地，所述上位機(jī)完成的參數(shù)設(shè)置包括目標(biāo)數(shù)據(jù)庫建立、雜波數(shù)據(jù)庫建立、引信工作方式選擇、天線參數(shù)和脫靶量；另外，上位機(jī)還具有真實(shí)目標(biāo)信號(hào)回放功能，即把彈載記錄儀記錄的真實(shí)目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行重現(xiàn)，與半實(shí)物仿真模擬的目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行對(duì)比分析。

優(yōu)選地，所述同步控制模塊包括DSP和FPGA，其中DSP作為實(shí)時(shí)運(yùn)算核心，接收上位機(jī)發(fā)送的仿真數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)解算引信目標(biāo)距離速度幅度對(duì)應(yīng)的控制字；FPGA作為實(shí)時(shí)控制核心，接收DSP發(fā)送的控制字對(duì)各通道中頻信號(hào)進(jìn)行距離延遲、多普勒頻移和幅度衰減控制，同時(shí)控制接收支路、通道選擇開關(guān)、信號(hào)處理模塊。

優(yōu)選地，所述接收支路包括順次連接的接收前端、兩次下混頻支路和中頻數(shù)字化電路，其中兩次下混頻支路包括順次連接的低噪聲放大器、第一可調(diào)諧帶通濾波器、第一下混頻器、第一可控制增益低噪聲放大器、第二可調(diào)諧帶通濾波器、第二下混頻器；中頻數(shù)字化電路包括順次連接的第二可控制增益低噪聲放大器、第三可調(diào)諧帶通濾波器、自動(dòng)增益低噪聲放大器和第一AD轉(zhuǎn)換器；所述接收前端與低噪聲放大器的輸入端相連，第二下混頻器的輸出端與第二可控制增益低噪聲放大器的輸入端相連；其中接收前端與接收支路天線連接，中頻數(shù)字化電路的輸出通過通道選擇開關(guān)分配到N個(gè)通道進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，N為當(dāng)前引信天線波束寬度內(nèi)等效散射點(diǎn)的個(gè)數(shù)。

優(yōu)選地，所述信號(hào)處理模塊包括順次連接的數(shù)字延遲控制器、多普勒頻率調(diào)制器、數(shù)控衰減器、N通道功率合成器及雜波調(diào)制器，其中數(shù)字延遲控制器包括順次連接的數(shù)字存儲(chǔ)器和第一DA轉(zhuǎn)換器；多普勒頻率調(diào)制器包括多普勒頻率合成器和第一調(diào)制器；雜波調(diào)制器包括順次連接的雜波噪聲源、第二DA轉(zhuǎn)換器和第二調(diào)制器，所述雜波噪聲源與同步控制模塊相連，第二調(diào)制器的輸入端與N通道功率合成器連接，第二調(diào)制器的輸出端與發(fā)射支路連接。

優(yōu)選地，所述發(fā)射支路包括順次連接的上混頻器、第四可調(diào)諧帶通濾波器、功率放大器和發(fā)射前端，經(jīng)過調(diào)制的中頻信號(hào)經(jīng)過上變頻變換到引信探測(cè)信號(hào)的工作頻率上，再通過發(fā)射天線在無回波隔離箱中輻射出去。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：(1)能夠更真實(shí)準(zhǔn)確的模擬彈目交會(huì)過程中近場(chǎng)體目標(biāo)效應(yīng)下的目標(biāo)回波信號(hào)特征，可以滿足引信在各種工作模式下對(duì)目標(biāo)信號(hào)模擬的要求，適應(yīng)性強(qiáng)；(2)上位機(jī)可以完成參數(shù)設(shè)置(包括目標(biāo)數(shù)據(jù)庫建立、雜波數(shù)據(jù)庫建立、引信工作方式(碰炸、近炸)選擇、天線參數(shù)和脫靶量)、彈目交會(huì)模型建立和目標(biāo)回波信號(hào)生成等功能；(3)還具有實(shí)測(cè)目標(biāo)信號(hào)回放功能，即把彈載記錄儀記錄的真實(shí)目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行重現(xiàn)，與半實(shí)物仿真模擬的目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行對(duì)比分析。

附圖說明

圖1為本發(fā)明引信體目標(biāo)回波模擬半實(shí)物仿真裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明中本振信號(hào)發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明上位機(jī)模型建立的軟件界面圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理及工作原理作具體的描述。

傳統(tǒng)的目標(biāo)模擬器一般只能模擬點(diǎn)目標(biāo)，但由于引信工作的特點(diǎn)，當(dāng)處于引信段時(shí)，目標(biāo)不能簡(jiǎn)單的等效為點(diǎn)目標(biāo)，需按照體目標(biāo)對(duì)待，但傳統(tǒng)的目標(biāo)模擬器無法滿足這一要求。隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字射頻存儲(chǔ)器技術(shù)(DRFM)和直接數(shù)字頻率合成技術(shù)(DDS)近年來得到越來越多的研究與應(yīng)用。DRFM在模數(shù)、數(shù)模變換過程中的信號(hào)損耗較小，并且體積小，價(jià)格適中，因此能夠滿足目標(biāo)模擬信號(hào)的質(zhì)量要求。DDS作為一種頻率合成的新方法，它應(yīng)用了全數(shù)字大規(guī)模集成技術(shù)，具有體積小、功耗低、頻率分辨率高、頻率切換相位連續(xù)、易于編程控制、硬件成本較低等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于電子對(duì)抗、雷達(dá)、通信等領(lǐng)域。

與現(xiàn)有的點(diǎn)目標(biāo)回波模擬器相比，本發(fā)明能夠更真實(shí)準(zhǔn)確的模擬彈目交會(huì)過程中近場(chǎng)體目標(biāo)效應(yīng)下的目標(biāo)回波信號(hào)特征，可以滿足引信在各種工作模式下對(duì)目標(biāo)信號(hào)模擬的要求，適應(yīng)性強(qiáng)。本發(fā)明所述的上位機(jī)可以完成參數(shù)設(shè)置(包括目標(biāo)數(shù)據(jù)庫建立、雜波數(shù)據(jù)庫建立、引信工作方式(碰炸、近炸)選擇、天線參數(shù)和脫靶量)、彈目交會(huì)模型建立和目標(biāo)回波信號(hào)生成等功能；另外上位機(jī)軟件可模擬顯示彈目交會(huì)軌跡及目標(biāo)回波信號(hào)波形，具有實(shí)測(cè)目標(biāo)信號(hào)回放功能，即把彈載記錄儀記錄的真實(shí)目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行重現(xiàn)，與半實(shí)物仿真模擬的目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行對(duì)比分析。

結(jié)合圖1，本發(fā)明引信體目標(biāo)回波模擬半實(shí)物仿真裝置，包括無回波隔離箱1、上位機(jī)2、同步控制模塊3、接收支路4、通道選擇開關(guān)5、信號(hào)處理模塊6、發(fā)射支路7、電源模塊8及本振信號(hào)發(fā)生器9，其中：

所述的無回波隔離箱1為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，其長(zhǎng)度方向的一個(gè)面放置引信天線，與該面相對(duì)的另一個(gè)面放置接收支路天線11與發(fā)射支路天線12；

所述上位機(jī)2作為主控平臺(tái)，完成參數(shù)設(shè)置、彈目交會(huì)模型建立和目標(biāo)回波信號(hào)波形生成的功能；上位機(jī)2采用等效散射點(diǎn)法模擬近場(chǎng)體目標(biāo)效應(yīng)，根據(jù)用戶設(shè)置的參數(shù)計(jì)算生成各散射點(diǎn)的位置矢量坐標(biāo)、距離信息及速度信息，通過RS422標(biāo)準(zhǔn)串口與同步控制模塊3實(shí)時(shí)進(jìn)行信息交互；為了使目標(biāo)回波信號(hào)更接近實(shí)際的信號(hào)，引信實(shí)物參與模擬的回路，即一部分利用上位機(jī)仿真模型，一部分利用實(shí)物進(jìn)行模擬并實(shí)時(shí)運(yùn)行；

所述同步控制模塊3接收上位機(jī)2發(fā)送的仿真數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)解算引信目標(biāo)距離速度幅度對(duì)應(yīng)的控制字，根據(jù)控制字對(duì)各通道中頻信號(hào)進(jìn)行距離延遲、多普勒頻移和幅度衰減控制，同時(shí)控制接收支路4、通道選擇開關(guān)5、信號(hào)處理模塊6；

所述接收支路4對(duì)接收支路天線11的引信發(fā)射信號(hào)進(jìn)行下變頻處理并對(duì)中頻信號(hào)采樣獲取數(shù)字信號(hào)；該數(shù)字信號(hào)通過通道選擇開關(guān)5分配到相應(yīng)散射點(diǎn)個(gè)數(shù)的數(shù)字信號(hào)通道；

所述信號(hào)處理模塊6在每個(gè)數(shù)字信號(hào)通道中，根據(jù)各散射點(diǎn)目標(biāo)特征對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)控延遲、多普勒頻移和幅度衰減；

所述發(fā)射支路7將各通道的中頻信號(hào)進(jìn)行功率合成及上變頻處理，變換到引信探測(cè)信號(hào)的工作頻率上，再通過發(fā)射支路天線12在無回波隔離箱1中輻射出去；

所述本振信號(hào)發(fā)生器9為接收支路4、發(fā)射支路7提供本振信號(hào)，具體為第一下混頻器423、第二下混頻器426和上混頻器71提供本振信號(hào)，所述電源模塊8為各部分提供所需的直流電源，并帶有過流過壓保護(hù)電路。

優(yōu)選地，所述無回波隔離箱1內(nèi)側(cè)鋪滿尖劈形吸波材料14。

優(yōu)選地，所述上位機(jī)2完成的參數(shù)設(shè)置包括目標(biāo)數(shù)據(jù)庫建立、雜波數(shù)據(jù)庫建立、引信工作方式選擇、天線參數(shù)和脫靶量；另外，上位機(jī)2還具有真實(shí)目標(biāo)信號(hào)回放功能，即把彈載記錄儀記錄的真實(shí)目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行重現(xiàn)，與半實(shí)物仿真模擬的目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行對(duì)比分析。用戶可通過上位機(jī)軟件選擇目標(biāo)類型飛機(jī)、坦克、艦船、彈目交會(huì)模型迎擊、追擊。不共線、雜波類型地雜波、海雜波、氣象雜波、引信工作方式碰炸、近炸、延時(shí)、天線參數(shù)增益、極化、效率、方向圖、波束寬度、雷達(dá)散射截面積和脫靶量等。通過設(shè)置的參數(shù)可生成相應(yīng)的彈目交會(huì)模型、通過公式計(jì)算出的體目標(biāo)回波信號(hào)波形及與之對(duì)應(yīng)的頻譜圖。引信體目標(biāo)回波模擬半實(shí)物仿真裝置模擬產(chǎn)生目標(biāo)回波信號(hào)。

優(yōu)選地，所述同步控制模塊3包括DSP31和FPGA32，其中DSP31作為實(shí)時(shí)運(yùn)算核心，接收上位機(jī)2發(fā)送的仿真數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)解算引信目標(biāo)距離速度幅度對(duì)應(yīng)的控制字；FPGA32作為實(shí)時(shí)控制核心，接收DSP31發(fā)送的控制字對(duì)各通道中頻信號(hào)進(jìn)行距離延遲、多普勒頻移和幅度衰減控制，同時(shí)控制接收支路4、通道選擇開關(guān)5、信號(hào)處理模塊6，具體控制第一AD轉(zhuǎn)換器434、第一DA轉(zhuǎn)換器612及各通道選擇開關(guān)5。

優(yōu)選地，所述接收支路4包括順次連接的接收前端41、兩次下混頻支路42和中頻數(shù)字化電路43，其中兩次下混頻支路42包括順次連接的低噪聲放大器421、第一可調(diào)諧帶通濾波器422、第一下混頻器423、第一可控制增益低噪聲放大器424、第二可調(diào)諧帶通濾波器425、第二下混頻器426；中頻數(shù)字化電路43包括順次連接的第二可控制增益低噪聲放大器431、第三可調(diào)諧帶通濾波器432、自動(dòng)增益低噪聲放大器433和第一AD轉(zhuǎn)換器434；所述接收前端41與低噪聲放大器421的輸入端相連，第二下混頻器426的輸出端與第二可控制增益低噪聲放大器431的輸入端相連；其中接收前端41與接收支路天線11連接，中頻數(shù)字化電路43的輸出通過通道選擇開關(guān)5分配到N個(gè)通道進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，N為當(dāng)前引信天線波束寬度內(nèi)等效散射點(diǎn)的個(gè)數(shù)。高速采樣后的中頻信號(hào)輸入到N為目標(biāo)等效散射點(diǎn)的個(gè)數(shù)個(gè)通道中，每個(gè)通道有一個(gè)選擇開關(guān)受控于FPGA模塊32，通過實(shí)時(shí)控制N個(gè)通道選擇開關(guān)實(shí)現(xiàn)彈目交會(huì)過程中引信天線波束照射范圍內(nèi)目標(biāo)等效散射點(diǎn)個(gè)數(shù)的模擬，相比于只能模擬固定目標(biāo)的雷達(dá)模擬器，本裝置更能準(zhǔn)確地反映隨著彈目距離的變化目標(biāo)回波信號(hào)成分的變化。

優(yōu)選地，所述信號(hào)處理模塊6包括順次連接的數(shù)字延遲控制器61、多普勒頻率調(diào)制器62、數(shù)控衰減器63、N通道功率合成器64及雜波調(diào)制器65，其中數(shù)字延遲控制器61包括順次連接的數(shù)字存儲(chǔ)器611和第一DA轉(zhuǎn)換器612；多普勒頻率調(diào)制器62包括多普勒頻率合成器622和第一調(diào)制器621；雜波調(diào)制器65包括順次連接的雜波噪聲源651、第二DA轉(zhuǎn)換器652和第二調(diào)制器653，所述雜波噪聲源651與同步控制模塊3相連，第二調(diào)制器653的輸入端與N通道功率合成器64連接，第二調(diào)制器653的輸出端與發(fā)射支路7連接。

優(yōu)選地，所述發(fā)射支路7包括順次連接的上混頻器71、第四可調(diào)諧帶通濾波器72、功率放大器73和發(fā)射前端74，經(jīng)過調(diào)制的中頻信號(hào)經(jīng)過上變頻變換到引信探測(cè)信號(hào)的工作頻率上，再通過發(fā)射天線12在無回波隔離箱1中輻射出去。

根據(jù)用戶設(shè)置的彈目交會(huì)模型，DSP31解算出引信目標(biāo)距離、速度和幅度對(duì)應(yīng)的延遲、多普勒頻率和數(shù)字衰減控制字。不同于雷達(dá)目標(biāo)回波模擬器，引信工作于彈目交會(huì)末端，探測(cè)距離為數(shù)米到數(shù)十米，因此可采用數(shù)字延遲控制即數(shù)字射頻存儲(chǔ)器技術(shù)DRFM，相比于目前點(diǎn)目標(biāo)模擬系統(tǒng)所采用的延遲線的方式模擬精度更高，在小脫靶量的情況下可以精確模擬。多普勒頻率合成器622采用直接數(shù)字式頻率合成器DDS實(shí)現(xiàn)；通過各通道內(nèi)的數(shù)控衰減器控制輸出信號(hào)幅度所需要的衰減值，實(shí)現(xiàn)回波功率的模擬。

實(shí)施例1

如圖1所示，本發(fā)明的引信體目標(biāo)回波模擬半實(shí)物仿真裝置，主要包括以下幾個(gè)部分：無回波隔離箱1、上位機(jī)2、同步控制模塊3、接收支路4、通道選擇開關(guān)5、信號(hào)處理模塊6、發(fā)射支路7、電源模塊8及本振信號(hào)發(fā)生器9。其中無回波隔離箱1包括接收天線11、發(fā)射天線12、引信天線13和尖劈形吸波材料14。同步控制模塊3包括DSP運(yùn)算核心31和FPGA控制核心32。接收支路4包括接收前端41、兩次下混頻支路42和中頻數(shù)字化電路43，其中兩次下混頻支路42由低噪聲放大器421、第一可調(diào)諧濾波器422、第一下混頻器423、第一可控增益放大器424、第二可調(diào)諧濾波器425及第二下混頻器426組成；中頻數(shù)字化電路43由第二可控增益放大器431、第三可調(diào)諧濾波器432、自動(dòng)增益控制放大器(AGC)433及將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的第一AD轉(zhuǎn)換器434組成。信號(hào)處理模塊6包括數(shù)字延遲控制器61、多普勒頻率調(diào)制器62、數(shù)控衰減器63、N通道功率合成器64及雜波調(diào)制器65。其中數(shù)字延遲控制器61由數(shù)字存儲(chǔ)器611和將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的第一DA轉(zhuǎn)換器612組成；多普勒頻率調(diào)制器62由多普勒頻率合成器622和第一調(diào)制器621組成；雜波調(diào)制器65由雜波噪聲源651、第二DA轉(zhuǎn)換器652和第二調(diào)制器653組成。發(fā)射支路7包括上混頻器71、第四可調(diào)諧濾波器72、功率放大器73及發(fā)射前端74。

具體操作過程如下：接收前端41通過接收天線11接收引信天線13輻射的電磁波，低噪聲放大器421及第一可調(diào)諧濾波器422對(duì)所選擇頻段的信號(hào)進(jìn)行初步放大，對(duì)不需要的信號(hào)進(jìn)行抑制，然后經(jīng)第一下混頻器423輸出第一中頻信號(hào)。第一可控增益放大器424及第二可調(diào)諧濾波器425對(duì)第一中頻信號(hào)進(jìn)行選擇及適當(dāng)放大，經(jīng)第二下混頻器426下混頻為第二中頻信號(hào)。

中頻數(shù)字化電路43的作用是將第二中頻模擬信號(hào)進(jìn)行放大濾波并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。第二可控增益放大器431及第三可調(diào)諧濾波器432對(duì)中頻模擬信號(hào)進(jìn)行放大濾波，自動(dòng)增益控制放大器433對(duì)第二中頻信號(hào)的幅度進(jìn)行控制，第一AD轉(zhuǎn)換器434將中頻模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。

信號(hào)處理模塊采用DRFM+DDS+數(shù)控衰減器的方法完成對(duì)目標(biāo)回波信號(hào)的調(diào)制。引信發(fā)射信號(hào)到達(dá)各散射點(diǎn)時(shí)間不同，即回波相位不同。根據(jù)彈目交會(huì)模型，DSP實(shí)時(shí)計(jì)算出各散射點(diǎn)當(dāng)前位置信息，得出目標(biāo)信號(hào)相對(duì)于發(fā)射信號(hào)的延遲控制字，從而逆向輸出波形存儲(chǔ)器中存放的中頻信號(hào)數(shù)據(jù)。多普勒頻率合成器622通過直接數(shù)字式頻率合成器DDS實(shí)現(xiàn)，DSP根據(jù)目標(biāo)相對(duì)于引信的徑向速度計(jì)算出多普勒頻移控制字，DDS產(chǎn)生相應(yīng)頻率信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)中頻信號(hào)的多普勒調(diào)制。通過各通道內(nèi)的數(shù)控衰減器63控制輸出信號(hào)幅度所需要的衰減值，實(shí)現(xiàn)回波功率的模擬。N通道功率合成器64將N通道中頻信號(hào)進(jìn)行中頻矢量合成得到模擬體目標(biāo)回波信號(hào)，雜波噪聲源651和第二DA轉(zhuǎn)換器652產(chǎn)生模擬雜波信號(hào)經(jīng)第二調(diào)制器653對(duì)輸出中頻信號(hào)進(jìn)行雜波調(diào)制。經(jīng)處理后的信號(hào)先后通過上混頻器71、第四可調(diào)諧濾波器72、功率放大器73及發(fā)射前端74最后經(jīng)發(fā)射天線13輻射出去。

本振信號(hào)通過鎖相環(huán)(數(shù)字方式)產(chǎn)生，其中鎖相式頻率合成器(PLL，Phase Locked loop)是一種建立在跟蹤參考頻率基礎(chǔ)上的閉環(huán)控制系統(tǒng)，由晶振、鑒相器(PD)、環(huán)路濾波器(LF)、壓控振蕩器(VCO)、分頻器、功分器及帶通濾波器等組成，其結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

上位機(jī)模型軟件界面利用實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成環(huán)境(LabVIEW)建立，模型建立軟件界面如圖3所示。用戶可在界面左側(cè)選擇目標(biāo)類型(飛機(jī)、坦克、艦船等)、彈目交會(huì)模型(迎擊、追擊、不共線等)、雜波類型(地雜波、海雜波、氣象雜波等)、引信工作方式(碰炸、近炸、延時(shí)等)、天線參數(shù)(增益、極化、效率、方向圖、波束寬度等)、各散射點(diǎn)雷達(dá)散射截面積(RCS)和脫靶量等。根據(jù)所設(shè)置的模型參數(shù)生成界面中間所示的三維直角坐標(biāo)系下的彈目交會(huì)模型，其中，v_T為目標(biāo)速度；v_M為導(dǎo)彈速度；v_R為彈目接近速度(徑向速度)；v_r為導(dǎo)彈相對(duì)于目標(biāo)速度；ρ為脫靶量；θ為彈目連線與相對(duì)彈道之間的夾角。當(dāng)目標(biāo)為裝甲目標(biāo)時(shí)，采用數(shù)個(gè)點(diǎn)目標(biāo)(如圖3中A、B、C、D，分別取在炮管、炮臺(tái)、車頭、車尾上)共同作用來模擬裝甲目標(biāo)的近場(chǎng)體目標(biāo)效應(yīng)。彈目交會(huì)過程中引信波束照射區(qū)為一個(gè)三維空心錐，與中心軸矢量z之間的夾角在α₁、α₂之間的區(qū)域?yàn)楸惶炀€波束照射區(qū)域。假設(shè)目標(biāo)上某點(diǎn)元對(duì)應(yīng)的波束照射矢量為m，當(dāng)z與m之間的夾角α₀在α₁與α₂之間，即滿足

時(shí)認(rèn)為該點(diǎn)元被天線波束所照射，對(duì)回波多普勒信號(hào)有貢獻(xiàn)。若在彈目某一段交會(huì)過程中有n個(gè)點(diǎn)目標(biāo)在照射區(qū)域內(nèi)，則矢量疊加后的多普勒信號(hào)為

Matlab根據(jù)各散射點(diǎn)的實(shí)時(shí)坐標(biāo)計(jì)算并生成界面右側(cè)的目標(biāo)回波信號(hào)的時(shí)域波形和與之對(duì)應(yīng)的頻譜圖。同時(shí)計(jì)算出各散射點(diǎn)的延遲量信息、速度信息和回波功率信息控制字，這些信息可在半實(shí)物仿真前提前完成并保存為模型軟件可以識(shí)別的數(shù)據(jù)類型。在模擬體目標(biāo)回波信號(hào)時(shí)，將中頻數(shù)字化后的數(shù)字信號(hào)輸入到N個(gè)通道中，N為當(dāng)前引信天線波束寬度內(nèi)體目標(biāo)等效散射點(diǎn)的個(gè)數(shù)，每個(gè)通道由一個(gè)開關(guān)控制，通過實(shí)時(shí)控制N個(gè)開關(guān)實(shí)現(xiàn)彈目交會(huì)過程中等效散射點(diǎn)個(gè)數(shù)的模擬。