復(fù)雜寬帶信號仿真與實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)的研究

張軍　陳丁

摘 要：為了實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜的超寬帶雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行測試，提出一種軟硬件結(jié)合一體化的測試平臺。采用System Vue軟件進(jìn)行該雷達(dá)自底而上的驗(yàn)證試驗(yàn)，用PSG E8267E信號最高可以產(chǎn)生44GHz雷達(dá)信號，并采用N9040B型UXA X型信號分析儀測量信號的時(shí)域和頻率特征。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，測試系統(tǒng)能模擬仿真出該雷達(dá)各種基本信號，并能精確分析信號時(shí)域和頻域特征。

關(guān)鍵詞：毫米波；太赫茲；超寬帶；智能儀器；抗干擾

1 概述

目前正處于前所未有的復(fù)雜電磁環(huán)境中，特別是在航天航空和國防領(lǐng)域中的電磁環(huán)境尤為復(fù)雜。在每個(gè)實(shí)際作戰(zhàn)環(huán)境中，除了各種商用民用信號外，還會同時(shí)存在各種多功能雷達(dá)，多部新型通信設(shè)備，以及相對應(yīng)的電子對抗設(shè)備等，這同時(shí)也給雷達(dá)及電子設(shè)備研制單位提出了更高、更新的挑戰(zhàn)。

2 系統(tǒng)組成及技術(shù)指標(biāo)

為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，這就要雷達(dá)及電子設(shè)備研制單位在原型樣機(jī)研制階段就應(yīng)該對各種數(shù)字化發(fā)射機(jī)和接收機(jī)進(jìn)行半實(shí)物仿真和驗(yàn)證，并能成功地模擬再現(xiàn)出這個(gè)復(fù)雜的電磁環(huán)境，來對原型樣機(jī)進(jìn)行研制和測試，特別是能重現(xiàn)外場特征，對可能出現(xiàn)的復(fù)雜信號進(jìn)行捕獲和重放。本系統(tǒng)采用高性能的軟硬件一體化平臺，可用于寬帶信號的仿真和分析，真正做到了“所見即所得”。

2.1 主要組成

該系統(tǒng)主要有硬件平臺和波形編輯軟件兩大部分組成（如圖1所示）。其中硬件平臺主要由N5193A型UXG捷變信號發(fā)生器、M1890A 12GSa/s（AWG）型任意波形發(fā)生器及N9040B型UXA X型信號分析儀所組成。軟件系統(tǒng)主要有系統(tǒng)級設(shè)計(jì)仿真軟件System Vue和89600B矢量信號分析軟件所組成。

圖1 系統(tǒng)組成框圖

2.2 技術(shù)指標(biāo)

頻率范圍：3Hz～44GHz（外部混頻可擴(kuò)展到1.1THz）；分析帶寬：最高510MHz動態(tài)無雜散范圍：510MHz范圍上-75dBc；相位噪聲：10GHz時(shí)，126dBc/Hz；幅度精度：±0.19dB。

3 信號生產(chǎn)與分析

利用System Vue專用的雷達(dá)模型庫仿真基于模型的雷達(dá)系統(tǒng)級構(gòu)架，產(chǎn)生線性調(diào)頻信號，并加載干擾信號和雜波信號。N9040B型實(shí)時(shí)信號分析儀具有實(shí)時(shí)頻譜分析功能，并結(jié)合89600VSA軟件分析出除過線性調(diào)頻雷達(dá)信號，信號中還干擾信號和雜波信號，并能捕捉偶發(fā)干擾信號，對雷達(dá)系統(tǒng)短時(shí)間的信號穩(wěn)定性進(jìn)行全面分析。如圖2所示。

4 結(jié)束語

采用該平臺生成雷達(dá)基帶，中頻及射頻信號，可以對雷達(dá)發(fā)射、接收、信號處理等系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)可加入干擾和雜波信號，產(chǎn)生目標(biāo)回波信號（含目標(biāo)距離，速度信息）從而形成了全動態(tài)的雷達(dá)場景仿真，避免了雷達(dá)系統(tǒng)測試驗(yàn)證需要耗費(fèi)大量人力，物力，特別是需要實(shí)飛測試，耗資巨大，縮短了研制實(shí)驗(yàn)周期，節(jié)約了大量研制經(jīng)費(fèi)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：張軍（1988-），男，陜西武功人，工學(xué)碩士，助理工程師，主要研究方向?yàn)槔走_(dá)信號處理與算法優(yōu)化設(shè)計(jì)。

陳丁（1982-），男，陜西西安人，工學(xué)碩士，工程師，主要研究方向?yàn)槔走_(dá)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與測試。