雷达目标模拟器射频前端设计与集成
一种新型雷达模拟器的设计与实现
一种新型雷达模拟器的设计与实现
李业;任鸿翔;尹金岗
【期刊名称】《舰船科学技术》
【年(卷),期】2017(039)001
【摘要】针对现有雷达模拟器操作界面老旧、功能单一、发展速度落后于真机等现状,为满足雷达操作培训需要,开发了一款新型雷达模拟器.通过分析雷达模拟器组成和功能设计要求,决定采取模块化思想对雷达模拟器进行分模块开发.对雷达模拟器涉及的部分关键技术进行了改进,并提出了一些新方法.借助于WPF开发框架和C#语言完成了模拟器的设计与实现.仿真结果表明,该模拟器即能满足一般雷达模拟器性能标准,又实现了对现有真机部分新型实用功能的仿真.
【总页数】6页(P122-126,136)
【作者】李业;任鸿翔;尹金岗
【作者单位】大连海事大学航海动态仿真和控制交通行业重点实验室,辽宁大连116026;大连海事大学航海动态仿真和控制交通行业重点实验室,辽宁大连116026;大连海事大学航海动态仿真和控制交通行业重点实验室,辽宁大连 116026;中国海事服务中心,北京 100029
【正文语种】中文
【中图分类】U665.22;TP391.9
【相关文献】
1.一种新型雷达视频模拟器的设计与实现 [J], 江绪庆;唐波
2.一种新型雷达模拟器的设计 [J], 张永伟
3.一种新型雷达高度表回波信号模拟器的设计与实现 [J], 张华;胡修林;马若飞
4.一种多跳无线网络动态拓扑模拟器的设计与实现 [J], 赵宁; 倪明; 米志超
5.一种基于ZYNQ与AD9361的多目标雷达信号模拟器的设计与实现 [J], 尹湘凡; 洪成; 王正伟; 刘志刚
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雷达射频信号模拟器设计
雷达射频信号模拟器设计
史雪辉;程翔
【期刊名称】《指挥信息系统与技术》
【年(卷),期】2010(001)004
【摘要】文中针对现有雷达射频模拟器体制单一,信号形式简单,且自动化程度低的现状,提出一种采用快速频率合成技术,高速数字信号处理技术和雷达信号动态连续仿真技术,该技术可模拟各种环境、雷达体制和信号要求的雷达射频信号自动模拟设备,具有较强的适应性、通用性和扩展性.
【总页数】4页(P68-70,86)
【作者】史雪辉;程翔
【作者单位】海军驻南京九二四厂军事代表室,南京,211100;海军驻南京九二四厂军事代表室,南京,211100
【正文语种】中文
【中图分类】TP206
【相关文献】
1.通用雷达射频信号模拟器设计与实现 [J], 赵泉;江伟明
2.一种制导雷达射频信号注入系统设计方案 [J], 盛川;杨春晓;谢军伟;路文龙
3.一种通用雷达射频信号模拟器设计与实现 [J], 问建;朱莹;王骏烈
4.雷达模拟器与雷达的接口电路设计 [J], 冯旭升;张恒;张宏伟
5.雷达实装与模拟器一体化设计 [J], 李广强;何佳;李连华;蔺祥楠
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雷达综合训练模拟器的设计与实现
雷达综合训练模拟器的设计与实现引言雷达技术作为现代军事的重要组成部分，其应用范围非常广泛。
为了提高军事人员对雷达技术的理解和应用能力，需要开发出一种高效的雷达综合训练模拟器。
本文主要介绍了一种基于计算机技术的雷达综合训练模拟器的设计与实现。
需求分析为了提高雷达技术的理解和应用能力，需要开发一种基于计算机技术的雷达综合训练模拟器。
经过需求分析，该雷达综合训练模拟器需要实现以下功能：1.雷达系统的基本原理及工作流程的模拟；2.雷达系统的参数调节及实验结果的显示；3.雷达目标识别、跟踪、攻击等实验；4.雷达系统的对抗实验；5.基于网络技术的多人在线模拟实验。
功能设计根据需求分析，我们将设计出一个具有如下功能的雷达综合训练模拟器：模拟雷达系统的基本原理及工作流程为了让军事人员更好地理解雷达技术，我们将模拟雷达系统的基本原理和工作流程。
具体而言，我们将展示雷达系统的发射、接收、信号处理等过程，并演示雷达系统的工作原理。
实现雷达系统的参数调节及实验结果的显示我们将为用户提供调节雷达系统参数的界面，包括发射频率、极化方式、占空比等参数。
同时，用户可以观察并记录雷达系统实验结果，包括反射强度、接收信号等数据。
实现雷达目标识别、跟踪、攻击等实验为了提高用户的实际操作能力，我们将提供雷达目标识别、跟踪、攻击等实验。
用户可以在模拟器中设置不同的目标参数，以测试雷达系统的识别、跟踪和攻击能力。
实现雷达系统的对抗实验除了单独测试雷达系统的性能外，我们还将提供雷达系统的对抗实验。
具体而言，我们将提供多个雷达系统，并要求用户通过选择不同的雷达参数和战术，对抗其他雷达系统。
实现基于网络技术的多人在线模拟实验为了让用户能够在线上与其他用户进行雷达综合训练，我们将提供一个基于网络技术的多人在线模拟实验功能。
用户可以在该功能下与其他用户进行多人协作实验或对抗竞技。
技术实现为了实现上述功能，我们需要使用到以下技术：1.C++语言：作为程序的编写语言，使用面向对象的编程思想，加强程序的可扩展性和可维护性；2.OpenGL图形库：作为程序的图形库，提供了强大的图形渲染功能；3.UDP网络通信技术：作为程序的网络通信技术，实现模拟器之间的通信；4.多线程技术：提高了程序的并发处理能力，提升程序的性能和用户体验。
具有射频监测能力的雷达接收前端技术
1言息通彳言• /r7/bm?af/〇A7 Commun/cator?具有射频监测能力的雷达接收前端技术张秋艳，王超，陈严君(中国电子信息产业集团有限公司第六研究所，北京1〇〇〇$3)摘要：雷达系统在雷达信号、雷达干扰信号、多径信号、杂波信号等复杂电磁信号共同作用下工作性能受到严重影响。
为厘清 雷达系统输入信号与输出现象之间的影响机理和作用规律，开展了具有射频监测能力的雷达系统接收前端技术研究。
该接收前端基于C P C I总线架构采用多种模式的信号耦合和采样方式，对雷达系统接收前端通道中的各个关键节点进行信号提取，为雷达信号接收通道多路径耦合效应和复杂电磁环境多要素叠加效应的机理研究提供基础测试平台和测量数据。
关键词：雷达接收机;射频监测；复杂电磁环境；C P C I总线中图分类号：TV98 文献标识码：A D0I：10. 19358/j. issn. 2096-5133. 2018. 08. 014引用格式：张秋艳，王超，陈严君.具有射频监测能力的雷达接收前端技术[J].信息技术与网络安全，2018，37(8):58-61.Radar receiving front-end technology witli frequency monitoring capabilityZh a ng Q i u ya n，W a ng Ch a o,Ch e n Y a n j un(The 6th Research Institute of China Electronics Corporation，Beijing 100083，China)A bst—Ct: The radar system is seriously a ffected by the combined effects of complex electromagnetic signals such as radar signals，radar jamming signals，multi-path signals，and s purious signals. In order to clarify the mechanism and effect of the influence between the input signal and the output p henomenon of the radar system，the radar system receiving front-end technology wit!i radio frequency monitoring capability is studied. The recciving front-end is based on the CPCI bus architecture，and uses multiple modes of signa signal of each key node in the radar system receiving front-end channel，which provides basic test platforms and measurement data for the multi- pat}i coupling effects of radar signal receiver channels and the mechanism of multi-element additive effects in complex electromagnetic environments.Key WO—S: radar receiver；radio frequency monitoring；complex electromagnetic environment；CPCI bus〇引言复杂电磁环境是现代和未来战场最突出的特征之 一，作为电子信息装备，的 能 是受到电磁环境的 制约[1]。
安防雷达前端系统设计方法
安防雷达前端系统设计方法安防雷达前端系统是指用于监测安防区域内物体运动轨迹的雷达系统。
其主要原理是利用雷达发射器发射电磁波，并通过接收器接收回波信号，从而识别较远距离内的物体并进行跟踪。
安防雷达前端系统设计需要考虑多种因素，包括雷达发射器和接收器的参数设定、信号处理和算法等。
一、雷达发射器和接收器参数设定1.发射器频率：雷达发射器所发射的电磁波频率对雷达系统的性能有较大影响。
通常情况下，雷达发射器的频率越高，则能够探测到较小大小的目标，但是随着频率增加，雷达系统的运行距离会变得较短。
因此，在设计安防雷达前端系统时，需要权衡选用合适的发射器频率，以满足监测距离和目标大小的需求。
2.发射功率：雷达发射器的功率决定了其探测距离和探测精度。
通常情况下，功率越高，则在相同条件下探测距离会更远，探测精度也会更高。
但是，随着功率增加，雷达系统的价格也会随之升高。
因此，在设计安防雷达前端系统时，需要考虑安装区域的大小以及实际监测情况，从而选择合适的发射功率。
3.接收器增益：雷达接收器的增益对系统性能也有较大影响。
增益越高，则系统的性能会更好，但是也会增加系统的噪声干扰。
因此，需要在系统设计中平衡增益和噪声干扰，以保证系统的性能。
二、信号处理在安防雷达前端系统中，信号处理是非常重要的一部分，它直接决定了系统的性能和精度。
1.信号滤波：雷达信号会受到周围环境的影响，比如说天气因素等，这些影响会影响到信号的稳定性和精准度。
因此，在信号处理过程中，需要进行滤波处理，以去除对信号的干扰，从而提高系统监测的精度。
2.信号分析：在信号处理过程中，需要将信号分析出来，以检测出目标物体的运动轨迹。
常用的分析方法包括傅里叶变换、小波变换等。
三、算法1.目标检测：利用雷达发射器和接收器发出的电磁波，可以检测到目标物体的存在，但是目标物体和环境噪声一起接收到雷达信号，难以分辨具体目标物体。
因此，在安防雷达前端系统中，需要通过算法进行目标检测和提取目标物体的特征。
24GHz车载雷达射频前端设计
提交论文日期
二○一四年三月
万方数据
万方数据
西安电子科技大学 学位论文独创性（或创新性）声明
秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在 导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标 注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的 材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说 明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。 本人签名： 日期:
万方数据
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目 录
第一章 绪论 ................................................................................................................ 1 1.1 研究背景............................................................................................................ 1 1.2 车载雷达系统发展现状..................................................................................... 2 1.3 本文的工作及章节安排..................................................................................... 3 第二章 车载雷达原理与方案 ..................................................................................... 5 2.1 雷达工作体制选择 ............................................................................................ 5 2.2 调频连续波（FMCW）雷达 ............................................................................. 6 2.2.1 测距与测速 .................................................................................................. 7 2.2.2 相位法测角 ................................................................................................ 10 2.3 射频系统方案 .................................................................................................. 11 第三章 发射组件与锁相环 ....................................................................................... 15 3.1 雷达发射机 ...................................................................................................... 15 3.1.1 基础知识介绍 ........................................................................................... 15 3.2 车载雷达发射组件设计................................................................................... 17 3.2.1 发射机形式选择及指标设定 .................................................................... 17 3.2.2 器件选择 ................................................................................................... 17 3.2.3 设计与测试 ............................................................................................... 20 3.3 锁相环 ............................................................................................................. 24 3.3.1 锁相环原理及主要参数 ............................................................................ 24 3.3.2 集成锁相环 ............................................................................................... 25 3.3.3 锁相环芯片选择........................................................................................ 26 3.3.4 锁相环电路设计........................................................................................ 28 第四章 接收组件设计............................................................................................... 31 4.1 雷达接收机 ...................................................................................................... 31 4.2 雷达接收组件主要技术参数 ........................................................................... 32 4.2.1 噪声 ........................................................................................................... 32 4.2.2 灵敏度 ........................................................................................................ 32
一种雷达目标模拟器[实用新型专利]
![一种雷达目标模拟器[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/9f80dd32ce2f0066f4332268.png)
专利名称：一种雷达目标模拟器
专利类型：实用新型专利
发明人：韩博峰,于海涛,颜宁,曹庆刚,邓赛强,王笃磊申请号：CN201920438937.5
申请日：20190402
公开号：CN209821374U
公开日：
20191220
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种雷达目标模拟器，模拟器主机由雷达目标模拟单元和显示屏集成于一体并形成一体机结构，在模拟器主机上设有数据接入端口和电源接入端口，所述喇叭天线通过射频电缆与模拟器主机上的数据接入端口相连，锂电池通过电源电缆与电源接入端口相连，电源适配器与锂电池相连。
本实用新型通过锂电池供电，不需要连接配电柜，便于操作，锂电池可以可充电，使用灵活；模拟器主机采用一体机结构，不要外界显示屏，便于携带，使用效果好；通过手提箱体收纳，更方便携带，手提箱体内设置缓冲垫，避免各部件在携带途中由于震动而受到的损坏。
申请人：南京雷电信息技术有限公司
地址：210000 江苏省南京市雨花台区凤集大道15号创业创新城B区75栋3层301室
国籍：CN
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K波段FMCW雷达射频前端技术研究的开题报告
K波段FMCW雷达射频前端技术研究的开题报告
题目：K波段FMCW雷达射频前端技术研究
摘要：FMCW（Frequency Modulated Continuous Wave）雷达已经
广泛应用于距离测量、速度测量、地物探测等领域。
K波段（18-27 GHz）FMCW雷达具有高分辨率、高抗干扰等特点，适用于自动驾驶、气象、
军事等领域。
本文将对K波段FMCW雷达射频前端技术进行深入研究，
探讨其关键技术和发展方向。
研究内容：
1. K波段FMCW雷达原理及系统结构分析；
2. 射频前端模块设计原理及流程；
3. 接收机设计中的关键技术研究；
4. 高精度信号合成技术的应用；
5. 自适应数字信号处理算法的研究；
6. K波段FMCW雷达在自动驾驶、气象、军事等领域应用的发展趋势。
研究意义：
本文将提高K波段FMCW雷达的测量精度和抗干扰能力，在自动驾驶、气象、军事等领域具有广阔的应用前景。
同时，对射频前端模块设
计和信号处理算法的研究也有一定的理论和实际应用价值。
关键词：K波段FMCW雷达，射频前端技术，自适应信号处理算法。
一种毫米波雷达射频前端电路结构及其制作方法[发明专利]
![一种毫米波雷达射频前端电路结构及其制作方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/23db95cc58fb770bf68a5578.png)
专利名称：一种毫米波雷达射频前端电路结构及其制作方法专利类型：发明专利
发明人：屈操,闫红宇,李刚
申请号：CN202010073216.6
申请日：20200122
公开号：CN111090076A
公开日：
20200501
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及射频电路技术领域，具体公开了一种毫米波雷达射频前端电路结构，包括：毫米波雷达射频前端电路和印刷电路板，其中，所述毫米波雷达射频前端电路包括MMIC芯片、馈电电路和天线，所述印刷电路板包括多层芯板，所述天线设置在所述多层芯板的顶层芯板的表面，所述多层芯板的至少底层芯板上设置凹槽，所述凹槽的开口朝向背离所述顶层芯板的方向，所述MMIC芯片位于所述凹槽内，所述天线与所述MMIC芯片之间通过所述馈电电路连接。
本发明还提供了一种毫米波雷达射频前端电路的制作方法。
本发明提供的毫米波雷达射频前端电路结构可以使得天线的布局空间更大，实现天线的自由布局，天线也不会受到MMIC芯片和微带馈线的干扰，进而提升雷达的探测能力。
申请人：无锡威孚高科技集团股份有限公司
地址：214028 江苏省无锡市新吴区华山路5号
国籍：CN
代理机构：无锡市大为专利商标事务所(普通合伙)
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高集成度射频前端组装技术的研究
高集成度射频前端组装技术的研究作者：涂中华程浩然王伟来源：《中国科技纵横》2020年第11期摘要：本文对雷达及其硬件系统组成发展趋势进行了概述，阐述微组装技术是高集成度射频前端研制的关键技术，详细论述了微组装技术类型和微组装工序，最后对射频前端微组装的发展趋势进行了展望。
关键词：射频前端;雷达;微组装0引言随着半导体制造技术的快速发展，以及后摩尔定律的芯片制造工艺的出现，以片上系统（SoC）和系统级封装（SiP）等技术为基础的电子系统正朝着高密集成、高功率密度、高使用频带、多功能等方向快速发展。
作为复杂电子系统的雷达，体制、系统架构等方面也随着技术发展和作战需求的变化，向着二维有源相控阵方向发展。
二维有源相控阵雷达中，射频前端通道数量多，并且雷达发射信号的产生和放大、回波信号的接收和采集均由射频前端完成，射频前端直接对雷达的性能和成本起着决定性的作用。
在二维有源相控阵雷达中，射频前端直接安装在天线阵面上，因而对射频前端的体积和重量等方面都提出了很高要求[1]。
1微组装技术类型射频组件微组装技术（Microcircuit Packaging Technology，MPT）是将MMIC、HMIC、ASIC等集成电路裸芯片、薄/厚膜混合电路、微小型表面贴装元器件等进行高密度地安装和互连，构成高密度、高速度/高频率、高可靠性、小型化、多功能模块化电子产品[2]。
目前高密度射频前端的装配均采用了微组装技术。
微组装技术根据装配维度可分为平面微组装技术和3D微组装技术[3]。
1.1平面微组装技术平面微组装技术多用于对散热量大、需控制成本的小型化射频前端设计制造。
平面微组装是指利用微组装技术在二维平面进行装配，将多个裸芯片，电阻、电容等元器件高密度地安装并互连在多层布线PCB、厚膜多层陶瓷基板或薄膜多层基板上，整体封装起来。
平面微组装其特点是基板内部无元器件各类元器件均安装于基板表面，多层基板内部印刷或刻蚀用于互连的连线通过通孔与表面元器件相连以实现元器件的连接，其结构如图1所示。
成像激光雷达接收器模拟前端集成电路与系统研究
成像激光雷达接收器模拟前端集成电路与系统研究成像激光雷达接收器模拟前端集成电路与系统研究随着自动驾驶技术的不断发展，成像激光雷达在无人驾驶领域中扮演着至关重要的角色。
成像激光雷达通过反射和记录激光束的时间、角度和强度等信息，能够实时获取周围环境的三维点云数据，为自动驾驶系统提供高精度的环境感知和目标检测能力。
而成像激光雷达的接收器模拟前端集成电路与系统研究，则是保证其工作稳定可靠的关键。
成像激光雷达的接收器模拟前端集成电路主要包括光电探测器、前置放大器、滤波器、过采样模块和自适应增益控制电路等部分。
其中，光电探测器负责将激光光束转化为电信号，前置放大器则用于增加信号的幅度和衰减噪声。
滤波器则用于滤除不需要的频率分量，过采样模块可提高信号的采样率，从而提高接收器的性能。
自适应增益控制电路则能够根据不同环境下的信号强度变化调整信号增益，以保证接收到的信号质量稳定。
在成像激光雷达接收器的系统研究中，需要对其性能进行全面的仿真和分析。
通过建立相应的模型，可以对接收器的工作原理和各个组成部分的性能进行深入研究。
其中，常用的仿真方法包括MATLAB/Simulink和SPICE等电路仿真工具。
通过对模拟前端集成电路的仿真，可以评估接收器的性能并进行性能优化。
同时，成像激光雷达接收器的模拟前端集成电路设计也需要充分考虑工艺制约和性能要求。
不同工艺制约会对电路的布局和结构产生影响，如避免电磁干扰、降低噪声等。
性能要求方面，需要考虑信号的动态范围、灵敏度、响应时间等指标，以满足不同应用场景下的需求。
此外，成像激光雷达接收器的集成电路设计也需要考虑功耗和成本等因素。
在无人驾驶领域中，系统的功耗以及芯片的成本都是不可忽视的因素。
通过采用低功耗设计和集成化技术，可以降低成像激光雷达接收器的功耗和成本，提高其在实际应用中的可靠性和稳定性。
总之，成像激光雷达接收器模拟前端集成电路与系统研究对于成像激光雷达的性能提升和应用推广具有重要意义。
通用雷达射频信号模拟器设计与实现
通用雷达射频信号模拟器设计与实现
赵泉;江伟明
【期刊名称】《舰船电子工程》
【年(卷),期】2009(029)009
【摘要】通用雷达射频信号模拟器可以模拟产生多种体制的雷达信号,用于电子战指战员的日常训练及电子战设备性能测试、评估等.该模拟器通过设置和加载不同体制的雷达参数,采用灵活的数字波形产生方式形成数字信号,控制DDS产生多种体制的雷达信号.该模拟器通过实践使用证明性能指标达到设计要求.文章介绍了雷达射频模拟器的用途和功能,描述了它的系统组成及关键技术.
【总页数】4页(P198-201)
【作者】赵泉;江伟明
【作者单位】中国船舶重工集团公司第723所,扬州,225001;中国舰船研究院,北京,100085
【正文语种】中文
【中图分类】TP332.1;TP391.9
【相关文献】
1.雷达模拟器通用显控终端的设计与实现 [J], 吴桂生;夏栋;察豪
2.一种通用雷达射频信号模拟器设计与实现 [J], 问建;朱莹;王骏烈
3.一种通用雷达目标模拟器设计与实现 [J], WANG Ning
4.一种通用雷达回波模拟器的设计与实现 [J], 向道朴;黎向阳;孟宪海
5.通用地面雷达杂波模拟器的设计与实现 [J], 张长隆;李纲;周良柱
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海事雷达视频信号模拟器硬件前端设计
海事雷达视频信号模拟器硬件前端设计
郝伟;李燕青
【期刊名称】《电子测量技术》
【年(卷),期】2012(35)1
【摘要】基于通用串行总线技术,结合CPLD与高速DAC,针对海事雷达视频信号的特点对雷达视频信号模拟器进行了研究和设计。
海事雷达视频信号的采集处理是电子海图技术的重要组成部分,但是直接从雷达前端获取该信号较为困难,不便于在实验室进行研究分析。
采用模拟器生成的信号具有成本低,灵活性高的特点,并且可以较好地拟合原信号,方便该信号的采集处理的研究。
本文介绍了硬件系统的架构与工作流程,并对DAC输出级驱动电路进行了详细描述,最后对模拟器生成的信号进行了实验和验证。
【总页数】4页(P104-107)
【关键词】雷达视频信号;复杂可编程逻辑器件;数模转换;输出驱动
【作者】郝伟;李燕青
【作者单位】天津大学电子信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP2
【相关文献】
1.辐射式雷达目标模拟器射频前端设计与集成 [J], 赵菲;王生水;柴舜连;刘海涛;毛钧杰
2.一种雷达视频信号模拟器的硬件设计 [J], 李圣昆;刘东海;任勇峰
3.雷达视频信号模拟器的硬件设计与实现 [J], 牛峻峰;郑宾
4.雷达视频信号模拟器的硬件设计与实现 [J], 任勇峰;李圣昆;刘鑫;刘东海
5.一种雷达视频信号模拟器的设计与实现 [J], 韦建中;师鹏宇
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雷达微波前端技术进展与技术需求
雷达微波前端技术进展与技术需求摘要：本文总结了近年来雷达微波前端技术的发展现状和技术需求，重点探讨了其在军事、民用等领域的应用前景。
通过对传统雷达微波前端技术的改进和创新，提出了一系列技术方案和解决方案，以应对未来雷达系统发展面临的挑战和难题。
同时，本文还对现有问题进行了深入分析和思考，并提出了一些具有前瞻性和创新性的观点和见解。
希望本文的研究成果对雷达微波前端技术领域的发展和进步能够有所助益，为相关领域的研究和实践提供一定的参考和借鉴价值。
关键词：雷达技术；雷达微波前端技术；性能；技术需求；信号处理；发射接收；高频段；集成电路一、雷达微波前端技术作用雷达技术是一种利用电磁波进行探测和测距的重要技术，广泛应用于军事、民用、气象等领域。
雷达系统的性能主要由雷达前端技术所决定，而雷达前端技术中最关键的部分之一就是雷达微波前端技术。
雷达微波前端技术是指雷达系统中负责接收、放大和处理回波信号的部分，对雷达系统的性能起着决定性的作用。
过去几十年，在雷达技术的发展历程中，雷达微波前端技术取得了长足的进步，从最初的简单的放大器和混频器到今天的高性能信号处理器和先进的天线阵列技术。
这些技术的应用使得雷达系统在目标跟踪、信号处理、抗干扰等方面取得了显著的进展。
然而，随着雷达应用领域的不断拓展和对雷达系统性能要求的提高，目前的雷达微波前端技术依然存在一些问题和挑战。
随着雷达系统工作频段越来越高，传统的微波元器件在高频段表现出的损耗、噪声等问题日益凸显。
在雷达信号处理方面，高精度、高速度的信号处理要求也对雷达微波前端技术提出了更高的要求。
当前，雷达系统对于抗干扰、低概率拦截、高分辨率等方面的需求越来越迫切，这就需要雷达微波前端技术能够在性能、功耗、尺寸、重量等方面进行更大的突破和创新。
雷达技术作为一种重要的电子对抗手段，在军事、民用领域都有着广泛的应用。
随着雷达系统的不断发展和完善，其技术需求也日益增长。
针对当前雷达微波前端技术所面临的挑战和问题，需要不断探索创新，寻求突破。
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国 防 科 技 大 学 学 报第32卷第3期 J OUR NAL OF NA TIONA L UNIVERSI TY OF DEFENSE TECHNO LO GY Vol.32No.32010文章编号:1001-2486(2010)03-0109-06辐射式雷达目标模拟器射频前端设计与集成赵 菲,王生水,柴舜连,刘海涛,毛钧杰(国防科技大学电子科学与工程学院,湖南长沙 410073)摘 要:完成了辐射式雷达目标射频模拟器射频前端的设计与系统集成,该模拟器工作于L S X三个频段,支持连续波和脉冲工作体制,具有高精度的多目标生成能力。
射频前端的插件结构设计保证了射频前端的电磁兼容性能和功能可扩展性。
其测试结果均优于指标要求,并支持模拟器系统成功完成了实际雷达的目标模拟实验,验证了模拟器的系统性能。
关键词:雷达模拟器;接收机;发射机;频率综合器;数字射频存储(DRFM)中图分类号:TN957 文献标识码:ADesign and Integration of the Front End RF for theRadiated Radar Target SimulatorZHAO Fei,WANG Sheng shui,C HAI Shun lian,LIU Hai tao,MAO Jun jie(College of Electronic Sci ence and Engineering,National Uni v.of Defense Technology Changsha410073,China) Abstract:The front end RF for radiated radar target simulator was designed and integrated in this paper.This si mulator was operated on the L S X three bands,and it supported the CW and pulse operation.It generated multi targets in hi gh precision.The plug module structure design improved the EMC and the extension performance of the RF front end.The measured results of the system are better than the target.Furthermore,this RF front end supports the radar simulator fi nish the target si mulating for the real radar successfully,which verifies the performance of this radar simulator.Key words:radar simulator;receiver;transmitter;frequency syn thesizer;DRFM雷达信号模拟器是模拟技术与雷达技术相结合的产物。
它通过模拟雷达回波信号来考核被试雷达的技战术指标,并辅助检验雷达的威力和精度[1]。
雷达模拟器根据信号注入方式的不同可分为:直接注入式模拟器和辐射(注入)式模拟器,信号注入点越靠前,模拟越复杂,越接近于现实[1]。
国外对该领域的研究已有了大量的报导:美国KOR Electronics公司研制了数字化雷达环境模拟器(Digital Radar Environment Simulator),HP公司生产了基于并行FASS(Frequency Agile Signal Simulator)的X波段雷达动目标信号模拟器。
国内从20世纪90年代开始相继出现有关雷达信号模拟器的研究报告:北航和航天部601所于1994年研制了一种通用型PD雷达目标模拟器;中科大电子工程系于2000年研制了毫米波目标模拟器[2]。
在过去的10年里我国已经在雷达信号模拟的理论研究、设计实现等方面取得了一些令人瞩目的成果。
但从总体来看,与国际先进水平相比,在雷达信号模拟的全面性、系统的通用性、可扩充性、兼容性以及产品化等方面还有一定的差距。
本文研制的辐射式雷达目标射频模拟器射频前端覆盖L S X三个工作频段,提高了雷达测试的通用性;多目标模拟精度高,最大程度还原了模拟目标完整性和真实性;各频段对应的射频前端采用插件形式,改善了系统的灵活性及可扩充性。
1 射频系统设计1 1 模拟器系统结构该模拟器采用数字射频存储(Data Radio Frequency Memory,DRFM)方案实现。
主要由控制计算机、接收稿日期:2010-02-05作者简介:赵菲(1983 ),男,博士生。
收机、发射机、全波段频率综合器、收发天线、DRFM 单元组成,如图1所示。
图1 辐射式雷达目标模拟器系统框图Fig.1 Radiated radar target si mulator system block diagram被测雷达辐射的射频信号经过接收天线送到接收机,接收机完成射频信号的放大,通过下变频将射频信号转化为中频信号提供给DRFM;DRFM 完成中频信号的采集、存储,并根据要求生成所需目标和地杂波信号,调制在数字中频信号上,通过数模转换输出模拟中频信号送给发射机;发射机通过上变频将中频信号转换为射频信号,功率放大后通过发射天线辐射出去,照射被测雷达。
为了保证模拟器发射信号的频率与接收信号频率一致,需要高稳定度的频率合成器,为发射机和接收机提供上变频和下变频所需的本振信号。
为实现模拟器上述功能,要求模拟器射频前端性能指标如下:(1)信号波形:脉冲调制信号、脉冲压缩信号、连续波信号;(2)射频工作频率:L 波段带宽200MHz,S 波段带宽1 4GHz,X 波段带宽2 2GHz;(3)中频带宽:(40 6)MHz;(4)脉冲重频范围:30~10000Hz;脉冲宽度:0 3~300 s;(5)接收机输入信号动态范围:60dB;发射机输出信号动态范围:80dB;(6)功能指标:模拟目标距离:240m~360km;距离精度:!10m;(7)模拟目标速度:-2000~2000m s;速度精度:!0 6m s 。
1 2 收发分系统设计接收机分系统由分别工作于L 、S 、X 波段的三部接收插件组成,每部插件采用相同的功能模块划分,每个插件均由宽带射频模块、射频下变频模块和中频下变频模块构成,如图2所示。
其功能是接收雷达发射的L 、S 或X 频段宽带射频信号,经滤波、增益控制和放大后分为两路,一路经对数检波放大器检出雷达射频脉冲,并与检波电平信号进行比较,生成视频检波信号,作为DRFM 的同步信号;另一路转换为中频信号,经低通滤波后送给DRF M 处理。
发射机同样由分别工作于三个波段、功能模块划分相似的三部发射插件组成。
每个插件均由中频上变频模块、宽带射频上变频模块和宽带功率放大模块构成,如图3所示。
由于发射机发射波形调制方式及脉冲频率多样,因此发射机系统采用基于MMIC 固态电路的主振多级放大式设计方案[4-5]。
其负责将DRFM 输出的信号经混频、放大和幅度控制,形成最终的L S X 频段宽带射频信号,经发射天线辐射到空间。
2 关键技术辐射式多目标雷达模拟器射频前端,作为整个模拟器系统的关键子系统,要求其系统产生信号频谱纯净,以保证生成良好的模拟目标信号质量;要求信号稳定度高,以便准确反演被测雷达的性能参数;要求具有大的动态范围,以支持DRF M 控制模拟目标信号幅度调节;最后要求整机具有较高的集成化程度,以便于户外架设操作。
针对该系统上述要求,研究了以下关键技术。
110 国防科技大学学报 2010年第3期图2 模拟器接收机系统框图Fig.2 Si mulator receiver system blockdiagram图3 模拟器发射机系统框图Fi g.3 Simulator transmitter system block diagram2 1 宽带二次变频技术射频模拟器射频前端采用了二次变频技术[6]:即接收机根据L S X 工作频段和具体工作频率,控制频综选择合适的第一本振频率LO1,与射频信号进行下变频,得到统一的第一中频信号570MHz,保证了三个频段中频模块一致性,降低了研发的难度,节约了研发成本。
第一中频信号与频综提供的第二本振LO2(530MHz)混频、滤波和放大后得到中心频率为40MHz 、带宽为12MHz 的第二中频信号;发射机与接收机相对应,将来自DRFM 的中频信号经低通滤波后与二本振LO2混频、滤波后得到统一第一中频信号570MHz 。
与LO1经宽带射频上变频后得到所需射频信号。
对于S X 波段发射机,由于工作频带很宽,S 波段达到1 4GHz,X 波段达到2 2GHz,因此混频后产生的本振泄漏和谐波必然位于射频信号带宽内,单一宽带滤波器无法将其滤除。
为此采用开关滤波器组将宽带射频信道划分为多个子信道,在各个子信道里进行干扰滤波。
S 波段开关滤波器组由4路滤波通道组成,X 波段开关滤波器组由6路滤波通道组成。
2 2 高稳定度宽带频率综合技术频率综合器用来产生接收、发射射频通道所需的本振信号和中频参考信号。
它由频率参考时钟模块、二本振模块、L S 波段频率合成模块、X 波段频率合成模块等组成。
频率综合器采用混合合成方式实现。
L S 波段频率合成模块采用双锁相环方式实现,如图4所示。
细锁相环实现2 0MHz 细频率步进,粗锁相环产生1 4~2 8GHz 粗频率步进信号,为细锁相环混频器提供本振,降低了细锁相环的分频比,从而降低了L S 波段的相位噪声。
X 波段频率合成模块通过倍频和滤波技术产生11GHz 和12GHz 信号,通过开关滤波器组进行切换,与来自L S 波段频率合成模块产生的1 73~3 13GHz 信号进行混频,得到X 波段的7 93~10 13GHz 信号。
由于采用了倍频、混频和滤波技术,大大降低了X 波段的相噪。
其L S 波段输出频率相噪优于-102dBc Hz @1kHz;X 波段优于-102dBc Hz@1kHz;杂波抑制优于65dBc;谐波抑制优于55dBc 。
111赵 菲,等:辐射式雷达目标模拟器射频前端设计与集成图4 L S 波段频率综合器系统框图Fig.4 L S band frequency synthesizer system block diagram2 3 大动态数控衰减技术采用大动态高精度数控衰减措施,保证接收机增益动态范围大于60dB,发射机发射功率动态范围超过80dB 。