一種成像雷達(dá)回波模擬器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于數(shù)字通訊技術(shù)領(lǐng)域，具體應(yīng)用于合成孔徑雷達(dá)回波模擬器。
【背景技術(shù)】
[0002]成像雷達(dá)是對(duì)地遙感的重要手段，不僅能夠獲取高分辨率成像雷達(dá)圖像，還具有全天時(shí)、全天候工作能力，因此在軍事和民用領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。
[0003]成像雷達(dá)的成像過(guò)程需要成像雷達(dá)與目標(biāo)存在一定形式的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試和系統(tǒng)驗(yàn)證時(shí)，一般需要進(jìn)行飛行試驗(yàn)以獲取目標(biāo)場(chǎng)景的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，這將增加試驗(yàn)經(jīng)濟(jì)成本、時(shí)間成本和人力成本。因此，在開(kāi)展系統(tǒng)測(cè)試和系統(tǒng)驗(yàn)證時(shí)，通過(guò)模擬回波信號(hào)來(lái)獲得所需的回波數(shù)據(jù)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，成像雷達(dá)回波數(shù)據(jù)的模擬，通常采用預(yù)先計(jì)算回波數(shù)據(jù)，然后使用高速數(shù)字/模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換器將回波數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為回波信號(hào)的方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是，成像雷達(dá)的成像過(guò)程涉及地面目標(biāo)場(chǎng)景、飛行器飛行狀態(tài)等因素，回波模擬的計(jì)算量大，處理復(fù)雜，不能實(shí)時(shí)回放回波數(shù)據(jù)，對(duì)很多需要?jiǎng)討B(tài)模擬生成成像雷達(dá)回波的應(yīng)用產(chǎn)生了限制。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種成像雷達(dá)回波模擬器，利用高速計(jì)算滿足動(dòng)態(tài)模擬生成成像雷達(dá)回波的要求，以克服傳統(tǒng)回波模擬器計(jì)算能力不足及不能實(shí)時(shí)回放回波數(shù)據(jù)的缺陷。
[0006]為了解決【背景技術(shù)】中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種成像雷達(dá)回波模擬器，包括:目標(biāo)單元，用于配置成像雷達(dá)成像區(qū)域目標(biāo)場(chǎng)景的后向散射系數(shù)；配置單元，用于配置目標(biāo)場(chǎng)景的飛行參數(shù)；高速處理單元，與目標(biāo)單元和配置單元相連，用于存取和計(jì)算成像雷達(dá)成像區(qū)域目標(biāo)場(chǎng)景的后向散射系數(shù)和目標(biāo)場(chǎng)景的飛行參數(shù)，生成回波模擬數(shù)據(jù)；以及輸出單元，與高速處理單元相連，用于將回波模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成需要的回波模擬信號(hào)，并輸出。
[0007]進(jìn)一步的，所述配置單元采用一個(gè)基于嵌入式系統(tǒng)的控制電路，包括嵌入式控制計(jì)算機(jī)、高性能FPGA以及控制軟件。
[0008]所述配置單元采用內(nèi)存或非易失固態(tài)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)目標(biāo)場(chǎng)景的飛行參數(shù)。
[0009]所述高速處理單元采用配置PCIe總線設(shè)備端控制器的高速處理系統(tǒng)，主要包括DSP、FPGA, PCIe總線設(shè)備端控制器、DDR2 RAM控制器、數(shù)據(jù)傳輸控制模塊、觸發(fā)控制器。
[0010]所述高速處理單元采用信號(hào)處理器計(jì)算處理目標(biāo)場(chǎng)景的后向散射系數(shù)和飛行參數(shù)，生成回波模擬數(shù)據(jù)。
[0011]所述輸出單元，主要包括高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器、與高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器相連的正交調(diào)制器、與正交調(diào)制器相連的上變頻器和與正交調(diào)制器和上變頻器相連的頻率基準(zhǔn)產(chǎn)生器。
[0012]所述輸出單元的回波模擬信號(hào)包括基帶信號(hào)、中頻信號(hào)和射頻信號(hào)。
[0013]所述目標(biāo)單元，采用非易失固態(tài)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)成像雷達(dá)成像區(qū)域目標(biāo)場(chǎng)景的后向散射系數(shù)。
[0014]優(yōu)選的，所述非易失固態(tài)存儲(chǔ)器包括硬盤(pán)、磁盤(pán)陣列。
[0015]與傳統(tǒng)回波模擬器相比，本回波模擬器具有海量存儲(chǔ)和高速計(jì)算能力，同時(shí)具有高精度延時(shí)和定時(shí)控制能力，實(shí)現(xiàn)同步適中和脈沖觸發(fā)信號(hào)的精確同步，此外，本回波模擬器能夠?qū)崿F(xiàn)回波信號(hào)的實(shí)時(shí)輸出，具有動(dòng)態(tài)模擬成像雷達(dá)回波信號(hào)的能力。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型的成像雷達(dá)回波模擬器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型的輸出單元的組成示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍。
[0019]圖1示出了本實(shí)用新型提供的一種成像雷達(dá)回波模擬器的結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型提供的一種成像雷達(dá)回波模擬器包括:目標(biāo)單元，用于配置成像雷達(dá)成像區(qū)域目標(biāo)場(chǎng)景的后向散射系數(shù)；配置單元，用于配置目標(biāo)場(chǎng)景的飛行參數(shù)；高速處理單元，用于存取和計(jì)算成像雷達(dá)成像區(qū)域目標(biāo)場(chǎng)景的后向散射系數(shù)和目標(biāo)場(chǎng)景的飛行參數(shù)，生成回波模擬數(shù)據(jù)；以及輸出單元，用于將回波模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成回波模擬信號(hào)，并輸出。
[0020]目標(biāo)單元，用于配置成像雷達(dá)成像區(qū)域目標(biāo)場(chǎng)景的后向散射系數(shù)。采用硬盤(pán)、磁盤(pán)陣列等非易失固態(tài)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)所獲取的后向散射系數(shù)。目標(biāo)單元可以采用配置磁盤(pán)陣列服務(wù)器作為工作平臺(tái)，其優(yōu)點(diǎn)是:成本較低、可以使用的開(kāi)發(fā)軟件十分豐富，并且操作方便。
[0021]配置單元，用于配置目標(biāo)場(chǎng)景的飛行參數(shù)。采用內(nèi)存或硬盤(pán)、磁盤(pán)陣列的非易失固態(tài)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)所獲取的飛行參數(shù)。配置單元可以采用一個(gè)基于嵌入式系統(tǒng)的控制電路，由嵌入式控制計(jì)算機(jī)、高性能FPGA (Field Programmable GateArray，即現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)以及控制軟件等部分組成，主要實(shí)現(xiàn)高精度延時(shí)和定時(shí)控制，并完成與高速處理器之間的數(shù)據(jù)通信。
[0022]高速處理單元，用于存取成像雷達(dá)成像區(qū)域目標(biāo)場(chǎng)景的后向散射系數(shù)和目標(biāo)場(chǎng)景的飛行參數(shù)，采用信號(hào)處理器進(jìn)行計(jì)算處理，生成回波模擬數(shù)據(jù)。高速處理單元可以采用配置PCIe總線設(shè)備端控制器的高速處理系統(tǒng)，其主要由DSP、FPGA, PCIe總線設(shè)備端控制器、DDR2RAM控制器、數(shù)據(jù)傳輸控制模塊、觸發(fā)控制器等功能模塊組成。
[0023]輸出單元，用于將回波模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成回波模擬信號(hào)，并輸出。圖2示出了本實(shí)用新型的輸出單元的組成，所述輸出單元包括高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器、與高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器相連的正交調(diào)制器、與正交調(diào)制器相連的上變頻器和與正交調(diào)制器和上變頻器相連的頻率基準(zhǔn)產(chǎn)生器。
[0024]高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器主要由高速DAC轉(zhuǎn)換芯片和高速FPGA組成，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào)，并輸出1、Q兩路正交信號(hào)。
[0025]正交調(diào)制器主要是通過(guò)頻率基準(zhǔn)單元輸出的中頻點(diǎn)頻信號(hào)，將基帶信號(hào)產(chǎn)生的1、Q兩路信號(hào)進(jìn)行正交調(diào)制，并通過(guò)SMA接口輸出中頻信號(hào)。
[0026]中頻信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、濾波后進(jìn)入上變頻器，上變頻器通過(guò)頻率基準(zhǔn)單元輸出的射頻點(diǎn)頻信號(hào)，對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，中頻信號(hào)經(jīng)過(guò)二次變頻后產(chǎn)生射頻信號(hào)，并通過(guò)SMA接口輸出。
[0027]對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專利技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型范圍的情況下，在其他實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種成像雷達(dá)回波模擬器，其特征在于，包括:目標(biāo)單元，用于配置成像雷達(dá)成像區(qū)域目標(biāo)場(chǎng)景的后向散射系數(shù)；配置單元，用于配置目標(biāo)場(chǎng)景的飛行參數(shù)；高速處理單元，與目標(biāo)單元和配置單元相連，用于存取和計(jì)算成像雷達(dá)成像區(qū)域目標(biāo)場(chǎng)景的后向散射系數(shù)和目標(biāo)場(chǎng)景的飛行參數(shù)，生成回波模擬數(shù)據(jù)；以及輸出單元，與高速處理單元相連，用于將回波模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成回波模擬信號(hào)，并輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像雷達(dá)回波模擬器，其特征在于，所述配置單元采用一個(gè)基于嵌入式系統(tǒng)的控制電路，包括嵌入式控制計(jì)算機(jī)、高性能FPGA以及控制軟件。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像雷達(dá)回波模擬器，其特征在于，所述配置單元采用內(nèi)存或非易失固態(tài)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)目標(biāo)場(chǎng)景的飛行參數(shù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像雷達(dá)回波模擬器，其特征在于，所述高速處理單元采用配置PCIe總線設(shè)備端控制器的高速處理系統(tǒng)，主要包括DSP、FPGA, PCIe總線設(shè)備端控制器、DDR2 RAM控制器、數(shù)據(jù)傳輸控制模塊、觸發(fā)控制器。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的成像雷達(dá)回波模擬器，其特征在于，所述高速處理單元采用信號(hào)處理器計(jì)算處理目標(biāo)場(chǎng)景的后向散射系數(shù)和飛行參數(shù)，生成回波模擬數(shù)據(jù)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像雷達(dá)回波模擬器，其特征在于，所述輸出單元包括高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器、與高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器相連的正交調(diào)制器、與正交調(diào)制器相連的上變頻器和與正交調(diào)制器和上變頻器相連的頻率基準(zhǔn)產(chǎn)生器。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4或6所述的成像雷達(dá)回波模擬器，其特征在于，所述回波模擬信號(hào)包括基帶信號(hào)、中頻信號(hào)和射頻信號(hào)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像雷達(dá)回波模擬器，其特征在于，所述目標(biāo)單元采用非易失固態(tài)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)目標(biāo)場(chǎng)景的后向散射系數(shù)。9.根據(jù)權(quán)利要求3或8所述的成像雷達(dá)回波模擬器，其特征在于，所述非易失固態(tài)存儲(chǔ)器包括硬盤(pán)和磁盤(pán)陣列。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種成像雷達(dá)回波模擬器，包括：目標(biāo)單元，用于配置成像雷達(dá)成像區(qū)域目標(biāo)場(chǎng)景的后向散射系數(shù)；配置單元，用于配置目標(biāo)場(chǎng)景的飛行參數(shù)；高速處理單元，與目標(biāo)單元和配置單元相連，用于存取和計(jì)算成像雷達(dá)成像區(qū)域目標(biāo)場(chǎng)景的后向散射系數(shù)和目標(biāo)場(chǎng)景的飛行參數(shù)等成像雷達(dá)工作參數(shù)，生成回波模擬數(shù)據(jù)；以及輸出單元，與高速處理單元相連，用于將回波模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成需要的回波模擬信號(hào)，并輸出。本實(shí)用新型克服了傳統(tǒng)回波模擬器計(jì)算能力不足和動(dòng)態(tài)產(chǎn)生回波受到限制的缺陷，能夠高速計(jì)算并能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)模擬生成成像雷達(dá)回波。
【IPC分類】G01S7/40
【公開(kāi)號(hào)】CN204679631
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520153125
【發(fā)明人】姜祝, 馮偉利, 王春喜, 吳永紅, 徐超, 馬琛
【申請(qǐng)人】北京航天計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所, 中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
【公開(kāi)日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年3月18日