1 模拟目标的实现
1.1 总体结构
图1所示为某雷达的结构示意图,其中虚线框是为实现模拟功能增加的部件,去掉这些部件即是一不包含模拟功能的常见PD雷达结构示意图。点划线框是为了实现模拟目标功能需要进行控制的部件。
正常工作时,工作模式转换开关打到发射机端,多普勒调制开关短路,120 MHz信号未经多普勒调制,上变频后脉冲调制,进入发射机。接收回波时,高频信号经接收机放大,下变频,由信号处理机检测出目标信息,送数据处理机,进行滤波、预测、跟踪。
模拟工作时,工作模式转换开关打到接收机端,信号不经过发射机直接注入和差网络的一端,信号通过和差网格形成幅度几乎相等的和差两路信号送接收机。DSP计算目标信息,并根据目标信息得出各模拟部件的控制量,由FPGA输出。对原来输出到脉冲调制器的调幅信号和0/π编码调相信号延时输出,延时多少根据目标距离信息决定。多普勒调制开关断开,120 MHz信号包含可编程的多普勒信息,上变频到发射频率后交由接收机处理。雷达采用S曲线法测角,因此通过控制和,差增益以及数控移相器来模拟角度信息。
1.2 信号描述
1.2.1 总站同步信号
图1中信号(1)为脉冲积累周期信号,信号(2)为脉冲重复周期信号的调幅信号,信号(3)为编码调相信号,三者时序,如图2所示。脉冲积累周期由Ⅳ个脉冲重复周期和准备时间构成。编码调相信号与脉冲重复周期信号的调幅信号同步,信号(6)与信号(10)是信号(2)与信号(3)的输出信号,用于调制发射波形。正常工作时,信号(6)与信号(10)转自信号(2)与信号(3),模拟工作时数据处理机将这两个信号根据目标距离延时后输出。
1.2.2 模式切换信号
图1中信号(4)为雷达工作模式切换开关,用于控制经过脉冲调制的高频信号的走向。正常工作时信号输出到发射机,模拟工作时信号直接输出到和差网络形成内回路。信号(5)为120 MHz开关,来选择是否加入速度多普勒信息。模拟时开关打开,将多普勒速度调制到120 MHz上。
1.2.3 模拟目标的实现
一个模拟目标的参数包括延时(距离),多普勒频率(速度),和差两路信号幅度比(角度),以及和路信号幅度(雷达截面积)。
信号(6)为延时信号,用于模拟目标距离。根据目标距离信息,将总站脉冲重复信号延时后输出,延时为
t=2r/c (1)
其中r为模拟目标的距离,将光速c代入式(1)得
t=r/150 (2)
延时t的单位为μs。同时延时的还有图1中信号(10),信号(10)是将总站编码调制信号延时后的信号,在时序上与信号(6)对齐。信号(6)与信号(10)构成了脉冲调制器的输入,这两个信号将调制载波,输出到和差网络。信号(6),信号(10)输出波形及时序,如图3所示。