雷達半實物仿真測試平臺的分析與研究

中國電子科技集團公司第四十一研究所 韓 勇

1 概述

傳統的雷達測試平臺的建設是使用部門提出統一要求，委托雷達研制部門在現役裝備的基礎上，通過對裝備改造實現對不同類型裝備的信號的模擬與測試分析，進而完成雷達作戰效能評估。采用這種方式的主要優點是技術基礎好，風險小。其缺點主要有如下兩個方面。

1)缺乏通用性、靈活性

由于裝備的頻率范圍、工作模式、功能和控制接口都是確定不變的，要實現多波段內不同體制雷達信號生產、發射、接收、處理過程幾乎是不可能。

2)難于建立標準統一的控制平臺

由于不同部門研制的裝備，其對外控制接口、協議也不完全相同，要實現統一控制和靈活應用必須針對每種具體裝備，研制總線控制器，極大限制了基于裝備建設模式的可行性。

2 測試平臺實現的功能

1)支持基帶、中頻、射頻各種試驗階段信號模擬；

2)靈活的自定義調制功能，提供任意調制樣式信號模擬；

3)支持多徑、多普勒、高斯等信道衰落信號模擬；

4)支持相對幅度/相位可控的多載波信號模擬；

5)支持各種信號體制和干擾方式的通信干擾信號模擬。

3 系統平臺的總體設計

雷達通用測試平臺采用圖1所示方案，其系統組成包括：矢量信號發生器、頻譜分析儀、任意波形發生器、脈沖信號發生器、基帶信號發生器、擴頻裝置以及放大發射部分等通用測試儀器和系統控制軟件。通過運行軟件來控制所有儀器設備，復雜信號由波形生成軟件產生，波形數據獲取是通過建立復雜信號的模型，計算并得到信號波形數據，然后通過數據接口卡將復雜信號波形數據下載到儀器中，再通過信號發生器中的調制轉換為微波射頻調制信號。在軟件的控制下，使用任意波形發生器的高級分割能力，可以動態改變信號波形而不出現中斷，允許在存儲器中的不同波形片斷任意跳躍。

圖1 通用雷達通信信號模擬平臺原理框圖

利用高性能的矢量信號發生器可以模擬復雜的雷達信號，先通過波形數值計算方式模擬信號，建立數據域的信號波形；再由DAC和IQ調制完成，生成基帶信號；將基帶信號在矢量信號發生器內部調制成射頻微波信號，就完成復雜雷達信號的模擬。

信號發生器已經能夠生成各種定制的和基于標準的數字調制信號，再調制到射頻和中頻信號，這些模擬信號可以作為發射機和接收機的測試信號，也可以對通信系統進行分析和故障診斷。

4 軟件設計

軟件采用通用開放式體系結構，以便于進行信息共享與交互。模型由一組功能構件按層次組成，下層向上層提供服務，各個層次的功能服務、接口與數據信息均應基于公開可得且被認可的商業規范。如下圖2所示。

圖2 體系結構的功能模式

平臺軟件二次開發可通過增加測試設備和軟件模塊，引進第三方設計仿真軟件，將仿真軟件嵌入到軟件平臺中，使測試和仿真結合在一起。確定統一的數據傳輸格式，實現測試數據和仿真數據的互相兼容，在仿真中可引用實際測試數據進行仿真，將得到更真實的仿真結果，也可將仿真數據下載到儀器設備中，對仿真數據進行實物驗證，調整設計方案，使實際設計電路更接近仿真結果。

5 結束語

通用雷達半實物仿真測試平臺采用一套寬帶、開放的軟硬件平臺，可以單獨使用，也可在軟件控制下，實現對雷達基本參數的模擬和測試。并最終實現特定雷達的半實物仿真測試。可以解決傳統需要多套專用設備才能實現的多種雷達信號的模擬難題，提高系統的通用性。

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