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儀器及新型控件在雷達構(gòu)建物摹擬體系的運用

來源: http://yuanweishulai.cn  類別:實用技術(shù)  更新時間:2015-03-30  閱讀

  系統(tǒng)組成框圖本仿真系統(tǒng)的核心是軟件部分,通過軟件建模與仿真,將完成雷達系統(tǒng)的建模以及目標、雜波、干擾、多路徑等場景的仿真,并將仿真的場景按雷達具體參數(shù)形成數(shù)據(jù)文件并預存到磁盤陣列中,用于信號的實時回放,這種方法的重要特點在于,該軟件系統(tǒng)是基于數(shù)據(jù)的仿真,不同于數(shù)學模型的仿真軟件,后者必須要將復雜的數(shù)學模型經(jīng)過簡化和特性抽取,變成實際的物理信號,然后才能提供給射頻設備,進行半實物仿真。對于前者則只需要將產(chǎn)生的雷達回波數(shù)據(jù)下載到矢量信號發(fā)生器就可以實現(xiàn)物理級射頻信號的回放。該種方法對用戶而言,關心的重點是雷達的系統(tǒng)參數(shù):中心頻率、脈沖重復周期、脈沖寬度、中頻帶寬、發(fā)射功率、系統(tǒng)帶寬、天線增益、3dB波束寬度、天線轉(zhuǎn)速、天線方向圖、系統(tǒng)損耗、系統(tǒng)噪聲系數(shù)、接收機自動增益控制(AGC)、靈敏度時間控制(STC)等,其他的工作交由仿真系統(tǒng)完成。

  通過參數(shù)的定義與輸入,形成的雷達場景的仿真將為雷達設計師對設計指標的評定和測試提供數(shù)據(jù)源,模擬雷達實際作戰(zhàn)環(huán)境下的各種態(tài)勢,如多目標、電子對抗以及強雜波環(huán)境等,通過模擬這些目標和干擾,得到外場飛行試驗很難復現(xiàn)的復雜射頻環(huán)境,將有利于提高雷達系統(tǒng)的ECCM能力和對抗有源電子干擾的能力。

  ADS仿真軟件的主要特點本系統(tǒng)充分利用AgilentADS在射頻仿真方面的強大功能進行數(shù)字雷達仿真,同時,考慮到與儀表的互連性,將被測系統(tǒng)(雷達系統(tǒng))的數(shù)據(jù)回讀,并與仿真的數(shù)據(jù)進行比較,最終完成系統(tǒng)的設計驗證工作。

  在ADS中的雷達設計指導中,已有連續(xù)波雷達、巴克碼雷達、線性調(diào)頻雷達、單脈沖雷達等模板。這些雷達模板包括:波形產(chǎn)生、發(fā)射機、天線、接收機、頻綜、波形分析與處理等模塊,通過這些模塊的有機組成,可以模擬雷達系統(tǒng)的工作狀態(tài)和目標檢測能力,同時,通過雷達參數(shù)的調(diào)整和修改,可以動態(tài)分析雷達系統(tǒng)性能指標,如作用距離、距離分辨率、速度分辨率、角誤差跟蹤精度、信號改善因子、檢測概率、雜波抑止能力等系統(tǒng)指標。

  由于雷達系統(tǒng)仿真的復雜性,它需要在射頻和基帶信號處理兩部分進行聯(lián)合仿真,因此,寄希望用一套仿真軟件來完成所有功能是困難的,而采用ADS和Matlab兩種仿真軟件,分別完成射頻部分仿真和基帶信號處理部分仿真,并通過軟件接口協(xié)議,完成雷達系統(tǒng)的混合仿真,這將為雷達系統(tǒng)提供非常好的建模與仿真環(huán)境,用戶只需要進行自定義的算法和需要進行的設計輸入,就可以構(gòu)建自己的虛擬雷達系統(tǒng),這在方案論證階段十分重要,同時,當系統(tǒng)調(diào)試階段發(fā)現(xiàn)局部存在問題時,可以先在計算機上輸入雷達參數(shù)進行計算,對系統(tǒng)或分系統(tǒng)甚至器部件進行診斷,相信該種方法將十分有利于縮短故障判斷的時間。

  結(jié)束本文提出這套仿真系統(tǒng)的重要意義在于:在雷達系統(tǒng)方案設計階段,盡可能采取利用系統(tǒng)仿真的手段進行設計和論證,從而避免了產(chǎn)品在方案論證階段的盲目性,同時,采用系統(tǒng)仿真的設計方法,可以在沒有投入硬件之前對系統(tǒng)的指標進行分配和優(yōu)選,這樣將確保設計方案的可行性,避免了因方案論證階段考慮不周,而導致系統(tǒng)參數(shù)進行重新設計;在系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和驗證階段,采用仿真軟件加測試儀器產(chǎn)生激勵信號,對雷達系統(tǒng)、分系統(tǒng)、部件進行半實物仿真測試,并將測量結(jié)果通過儀器總線采集回計算機,與仿真的結(jié)果進行比較,完成雷達系統(tǒng)的設計驗證。這將為在研和預研項目性能評估和功能驗證提供一種簡潔和高效的測試方法。

  軟件雷達、虛擬雷達的概念已經(jīng)出現(xiàn),國外已經(jīng)有采用儀器和軟件構(gòu)建的雷達,如LockheedMartin公司研制的一種用于無人機使用的低成本Ka波段SARISAR雷達,其核心部分是Tektronix610任意波形發(fā)生器。因此,我們應當注重儀器在雷達等軍用電子系統(tǒng)的應用,同時,重視COTS級EDA仿真軟件的開發(fā),使之為我們在系統(tǒng)設計和開發(fā)方面提供便利,并與儀器儀表組成有效的半實物仿真系統(tǒng),提高系統(tǒng)的設計水平。

  【中國糧油儀器在線】部分信息來自互聯(lián)網(wǎng),力求安全及時、準確無誤,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)對其觀點贊同或?qū)ζ湔鎸嵭载撠煛?/FONT>