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仪器及新型控件在雷达构建物摹拟体系的运用

来源: http://www.grain17.com  类别:实用技术  更新时间:2015-03-30  阅读

  系统组成框图本仿真系统的核心是软件部分,通过软件建模与仿真,将完成雷达系统的建模以及目标、杂波、干扰、多路径等场景的仿真,并将仿真的场景按雷达具体参数形成数据文件并预存到磁盘阵列中,用于信号的实时回放,这种方法的重要特点在于,该软件系统是基于数据的仿真,不同于数学模型的仿真软件,后者必须要将复杂的数学模型经过简化和特性抽取,变成实际的物理信号,然后才能提供给射频设备,进行半实物仿真。对于前者则只需要将产生的雷达回波数据下载到矢量信号发生器就可以实现物理级射频信号的回放。该种方法对用户而言,关心的重点是雷达的系统参数:中心频率、脉冲重复周期、脉冲宽度、中频带宽、发射功率、系统带宽、天线增益、3dB波束宽度、天线转速、天线方向图、系统损耗、系统噪声系数、接收机自动增益控制(AGC)、灵敏度时间控制(STC)等,其他的工作交由仿真系统完成。

  通过参数的定义与输入,形成的雷达场景的仿真将为雷达设计师对设计指标的评定和测试提供数据源,模拟雷达实际作战环境下的各种态势,如多目标、电子对抗以及强杂波环境等,通过模拟这些目标和干扰,得到外场飞行试验很难复现的复杂射频环境,将有利于提高雷达系统的ECCM能力和对抗有源电子干扰的能力。

  ADS仿真软件的主要特点本系统充分利用AgilentADS在射频仿真方面的强大功能进行数字雷达仿真,同时,考虑到与仪表的互连性,将被测系统(雷达系统)的数据回读,并与仿真的数据进行比较,最终完成系统的设计验证工作。

  在ADS中的雷达设计指导中,已有连续波雷达、巴克码雷达、线性调频雷达、单脉冲雷达等模板。这些雷达模板包括:波形产生、发射机、天线、接收机、频综、波形分析与处理等模块,通过这些模块的有机组成,可以模拟雷达系统的工作状态和目标检测能力,同时,通过雷达参数的调整和修改,可以动态分析雷达系统性能指标,如作用距离、距离分辨率、速度分辨率、角误差跟踪精度、信号改善因子、检测概率、杂波抑止能力等系统指标。

  由于雷达系统仿真的复杂性,它需要在射频和基带信号处理两部分进行联合仿真,因此,寄希望用一套仿真软件来完成所有功能是困难的,而采用ADS和Matlab两种仿真软件,分别完成射频部分仿真和基带信号处理部分仿真,并通过软件接口协议,完成雷达系统的混合仿真,这将为雷达系统提供非常好的建模与仿真环境,用户只需要进行自定义的算法和需要进行的设计输入,就可以构建自己的虚拟雷达系统,这在方案论证阶段十分重要,同时,当系统调试阶段发现局部存在问题时,可以先在计算机上输入雷达参数进行计算,对系统或分系统甚至器部件进行诊断,相信该种方法将十分有利于缩短故障判断的时间。

  结束本文提出这套仿真系统的重要意义在于:在雷达系统方案设计阶段,尽可能采取利用系统仿真的手段进行设计和论证,从而避免了产品在方案论证阶段的盲目性,同时,采用系统仿真的设计方法,可以在没有投入硬件之前对系统的指标进行分配和优选,这样将确保设计方案的可行性,避免了因方案论证阶段考虑不周,而导致系统参数进行重新设计;在系统联调和验证阶段,采用仿真软件加测试仪器产生激励信号,对雷达系统、分系统、部件进行半实物仿真测试,并将测量结果通过仪器总线采集回计算机,与仿真的结果进行比较,完成雷达系统的设计验证。这将为在研和预研项目性能评估和功能验证提供一种简洁和高效的测试方法。

  软件雷达、虚拟雷达的概念已经出现,国外已经有采用仪器和软件构建的雷达,如LockheedMartin公司研制的一种用于无人机使用的低成本Ka波段SARISAR雷达,其核心部分是Tektronix610任意波形发生器。因此,我们应当注重仪器在雷达等军用电子系统的应用,同时,重视COTS级EDA仿真软件的开发,使之为我们在系统设计和开发方面提供便利,并与仪器仪表组成有效的半实物仿真系统,提高系统的设计水平。

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