雷达模拟器与雷达的接口电路设计

雷达模拟器与雷达的接口电路设计

雷达在现代战争中发挥着举足轻重的作用，随着雷达技术的快速发展，对雷达装备试验、性能检测、故障诊断、保障和训练提出了更高的要求。在

技术快速发展和普及的当下，基于PC机的雷达模拟器以其所具有的优点成为解决这些问题的最佳选择。

雷达模拟器是不断通过与上位机(PC机)和雷达之间进行

来生成模拟回波信号的。要使雷达模拟器生成的模拟回波信号能反映雷达接收真实目标的所有信息，就需要根据雷达信号构建模型和整体系统的设计思想，去采集雷达工作的状态参数。雷达模拟器通过

来采集回波信号模拟所需要的雷达状态参数，经过调理后再传输至模拟器的控制主板。主要的雷达状态参数有雷达天线角度信号、雷达主脉冲、锥扫基准信号和载波频率大小。模拟器通过采集雷达天线角度信号作为雷达接收天线的当前波束指向，用于判断是否生成模拟回波信号和确定天线增益的大小；采集雷达主脉冲信号作为雷达信号模拟的时间基准，使模拟的信号与雷达保持同步；采集雷达锥扫基准信号为差信号的锥扫调制提供了相位基准；采集雷达载波频率用于调整回波模拟器

卡的本振输出频率，确保生成的射频回波信号能够被雷达接收。下面主要介绍雷达模拟器与雷达接口电路的硬件设计。

1 接口电路的硬件设计方案

对雷达装备天线角度信号、主脉冲信号、锥扫基准信号和雷达载波频率等工作参数进行分析，可以知道这些信号的形式、性能和参数都不一样，因此雷达接口电路需要根据各信号的不同来设计相应的采集调理电路。

天线方位角和高低角转换电路的作用是将雷达天线的模拟角度信息转换为数字角度信息，并将数字化的角度信息传输至模拟器控制主板，主板根据雷达天线角度信息确定回波波束的作用范围和目标回波的天线增益大小。

雷达天线角度信息转换采用旋转变压器一数字转换器实现。硬件电路以

为核心，包括天线轴角调理电路、基准信号形成电路和串行通信电路等，电路框图如图1所示。

雷达在实际工作过程中，可能在任意时刻接收到目标回波。因此，若要模拟雷达复合差信号△，必须要确定每一个回波相对于锥扫基准信号的相位。通过设计锥扫基准信号采集电路取出耦合环的相位零时刻，依此来确定每一个回波相对于锥扫基准信号的相位。锥扫基准信号采集电路原理图如图4所示。电路选用电压比较器芯片LM239D，3．3 V电源供电，采用二极管对输入锥扫基准信号限幅整形。电路的输出为3．3 V方波信号，周期与输入信号相同，认为方波上升沿为锥扫基准信号的相位零点。锥扫基准信号采集电路输出的方波信号接入到控制主板定时器0，将其设置为输入管脚，使用其脉宽计数及捕获模式对方波信号进行计数。1．4 雷达发射机工作频率的采集电路    雷达模拟器控制主板根据上位机设定的目标模型、运动规律和雷达所处复杂电磁环境进行建模，实时计算出视频段回波信号，该回波信号经数字上变频处理得到两路中频段的雷达回波信号，再经射频组件调制到射频频段，经过天线辐射出去。因为雷达模拟器最终生成的模拟回波信号在射频频段，所以射频组件在设计时就需要考虑雷达实际发射和接收的一系列过程，确保生成的模拟回波信号在雷达的接收机带宽内，并且能够随着雷达跳频组合频率的改变而改变，还要使雷达在每一时刻的工作频率能在上位机显示系统显示。

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