一种雷达目标回波距离延时模拟系统及方法

技术领域

本发明涉及一种雷达目标回波距离延时模拟系统及方法，属于雷达仿真技术领域。

背景技术

现代信息化对抗中，雷达设备作用突出，但雷达体制多样、系统复杂、研制周期长、研制费用高，为雷达系统分析、设计、试验、效能评估和作战训练等环节带来诸多困难。基于数字化的雷达仿真技术，为雷达系统的功能研究、算法研究、电子对抗效能评估等需求带来诸多便利，目前广泛应用。

数字化的雷达仿真技术，仿真内容包括战情产生、电磁环境模拟、目标模拟、信号处理、数据处理和显示控制等。其中目标模拟是数字化雷达仿真的基础，为信号处理、数据处理环节提供基础数据输入。当前，目标模拟主要采用射频数字存储技术，将回波数据先缓存，然后按照一定的延时信息进行缓存数据读取，叠加目标速度信息等，该方式需要大量的存储空间，特别是在多目标、大距离延时情况下。

专利CN201710455196.7中公开了一种基于数字射频存储的雷达回波延迟相参模拟方法，采用数字射频存储方式，数字中频信号由模拟器对接收的信号进行下变频、低通滤波和A/D转换采样后得到，在雷达发射信号脉冲控制下进行数字射频存储，读出的数字中频信号经D/A转换、上变频及带通滤波后，得到回波模拟信号，实现对雷达回波的延迟模拟。但是该方案采用数字射频存储技术，在大距离延时、多目标、大带宽场景下需要大规模的存储资源。

专利CN202121660087.7公开了一种雷达回波模拟装置，该方案采用的物理方式实现延时模拟，采用射频光纤延时，产生完全相干的雷达模拟回波信号，在一定范围内可模拟任意距离，任意大小的目标回波。但是该方案不如数字技术灵活，也不适合大距离延时和多目标模拟场景。

为了降低目标模拟存储开销，提升目标模拟数量，本发明采用先缓存延时信息，实时判断延时量，当目标延时量满足生成回波数据的方式，该方式能有效降低数据量，节省数据存储空间，提升目标模拟数量和延时量。

发明内容

为了解决目前存在的目标模拟数量和仿真距离延时量受限问题，本发明提供了一种雷达目标回波距离延时模拟系统及方法，所述技术方案如下：

本发明的第一个目的在于提供一种雷达目标回波仿真模拟系统，包括：

时序控制模块，用于产生帧起始标志Frame_Start、帧结束标志Frame_End、帧有效标志Frame_Valid和PRI脉冲Pulse_St；

定时与计数模块，根据所述帧起始标志Frame_Start启动定时和帧计数，输出定时时间Sys_T，将帧计数的最低位作为帧奇偶标志Frame_Mark输出；模块识别到Frame_End，定时时间Sys_T清零；

写控制模块，用于产生写使能信号W_E

信息打包模块，将第n个目标的延时信息Delay

数据缓存模块，根据所述写使能信号W_E

延时判别模块：实时将数据R

延时脉冲产生模块，识别到所述回波产生标志Pulse_Gen

回波产生模块，第n个回波产生模块在回波脉冲信号Pulse_Echo

可选的，所述数据缓存模块采用双口RAM模块，所述系统还包括：读地址产生模块；

所述写控制模块识别到帧起始标志Frame_Start时，写地址Addr_W清零；识别到PRI脉冲的上升沿，产生一个时钟的写使能W_E

所述双口RAM模块根据写使能W_E

所述读地址产生模块：第n个读地址产生模块识别到所述回波产生标志Pulse_Gen，对应读地址Addr_R

可选的，所述数据缓存模块采用FIFO模块；

所述写控制模块识别到所述帧起始标志Frame_Start时，产生FIFO复位信号FIFO_Rst清空FIFO；识别到PRI脉冲的上升沿时，产生一个时钟的写使能W_E

所述FIFO模块根据所述写使能信号W_E

所述延时判别模块，实时将数据R

可选的，所述时序控制模块根据重频周期PRI、使能标志EN、帧脉冲数N产生所述帧起始标志Frame_Start、帧结束标志Frame_End、帧有效标志Frame_Valid、PRI脉冲Pulse_St。

可选的，所述帧有效标志Frame_Valid在一个处理帧内保持高电平。

可选的，所述一个处理帧对应的帧周期时间长度T＝PRI*N，其中N表示帧脉冲数。

本发明的第二个目的在于提供一种雷达目标回波仿真模拟方法，采用上述任一项所述的雷达目标回波仿真模拟系统产生雷达目标的模拟回波信号，包括：

步骤1：产生帧起始标志Frame_Start、帧结束标志Frame_End、帧有效标志Frame_Valid和PRI脉冲Pulse_St；

步骤2：根据所述帧起始标志Frame_Start启动定时和帧计数，输出定时时间Sys_T，将帧计数的最低位作为帧奇偶标志Frame_Mark输出；若识别到所述帧结束标志Frame_End，定时时间Sys_T清零；

步骤3：产生写使能信号W_E

步骤4：将第n个目标的延时信息Delay

步骤5：根据所述写使能信号W_E

步骤6：实时将数据R

步骤7：识别到所述回波产生标志Pulse_Gen

步骤8：在所述回波脉冲信号Pulse_Echo

本发明的第三个目的在于提供一种电子设备，包括存储器和数字处理器；

所述存储器，用于存储功能程序；

所述数字处理器，用于当执行所述功能程序时，实现上述的雷达目标回波仿真模拟方法。

本发明的第四个目的在于提供一种存储有功能程序的非易失可读存储介质，所述功能程序用于使数字处理器执行上述的雷达目标回波仿真模拟方法。

本发明有益效果是：

本发明通过双口RAM或FIFO，按照雷达工作时的重频PRF脉冲一对一缓存目标的延时参数Targ_T，延时参数Targ_T为目标延时信息Delay、系统定时时间Sys_T两者的和数据，系统实时判断Targ_T是否等于当前的系统定时时间Sys_T，如果等于则触发目标回波产生并读取下一个延时参数Targ_T继续执行判断，解决了目标模拟数量和仿真距离延时量受限问题，达到了在使用数字技术的情况下，无需采用大规模存储资源即可进行大距离延时量和多个目标的回波模拟。

本发明不采用数字射频存储技术，也不需要数字存储PRF信号，而是采用数字缓存延时信息，实时判定延时量，当延时量满足后触发生成目标回波数据的方式，方式能有效降低数据量，节省存储空间，进一步提升目标模拟数量和延时量，适用于复杂体目标模拟和多目标模拟场景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一的雷达目标回波距离延时模拟系统的结构图。

图2是本发明实施例三的雷达目标回波距离延时模拟系统的结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一：

本实施例提供一种雷达目标回波距离延时模拟系统，参见图1，所述系统包括：

1)时序控制模块：根据重频周期PRI、使能标志EN、帧脉冲数N产生帧起始标志Frame_Start、帧结束标志Frame_End、帧有效标志Frame_Valid、PRI脉冲Pulse_St，PRI脉冲Pulse_St、帧起始标志Frame_Start、帧结束标志Frame_End为一个时钟的脉冲标志，帧有效标志Frame_Valid在一个处理帧内保持高电平，一个处理帧对应的帧周期时间长度T＝PRI*N；

2)定时与计数模块：模块识别到Frame_Start，启动定时和帧计数，输出定时时间Sys_T，将帧计数的最低位作为帧奇偶标志Frame_Mark输出；模块识别到Frame_End，定时时间Sys_T清零；

3)写控制模块：识别到帧起始标志Frame_Start时，写地址Addr_W清零；识别到PRI脉冲的上升沿，并产生一个时钟的写使能W_En信号，写地址Addr_W按写使能信号W_En增加，每写一次地址Addr_W加1；

4)信息打包模块：将目标N延时信息Delayn和定时时间Sys_T实时相加输出时间参数Targ_Tn，时间参数Targ_Tn、帧奇偶标志Frame_Mark按高低位打包成数据Wn，Frame_Mark放在最低位；

5)双口RAM模块：根据写使能W_En信号和写地址Addr_W，将数据Wn写入第n个双口RAM模块，第n个双口RAM模块根据读地址Addr_Rn输出数据Rn；

6)延时判别模块：实时将数据Rn最低位和Frame_Mark同或处理，并判断数据Rn中的时间参数Targ_Tn是否等于定时时间Sys_T，当同或结果为1且Targ_Tn等于定时时间Sys_T，则输出回波产生标志Pulse_Genn；

7)读地址产生模块：第n个读地址产生模块识别到回波产生标志Pulse_Gen，对应读地址Addr_Rn加1；识别到帧起始标志Frame_Start时，读地址Addr_Rn清零；

8)延时脉冲产生模块：识别到回波产生标志Pulse_Genn，根据脉冲宽度参数PW产生时间宽度为PW的回波脉冲信号Pulse_Echon；

9)回波产生模块：第n个回波产生模块在回波脉冲信号Pulse_Echon的控制下，根据发射基带信号参数、目标多普勒、目标幅度参数产生回波信号Sig_Echon。

实施例二：

本实施例提供一种雷达目标回波距离延时模拟方法，基于实施例一记载的系统实现，包括：

步骤1：根据重频周期PRI、使能标志EN、帧脉冲数N产生帧起始标志Frame_Start、帧结束标志Frame_End、帧有效标志Frame_Valid、PRI脉冲Pulse_St，PRI脉冲Pulse_St、帧起始标志Frame_Start、帧结束标志Frame_End为一个时钟的脉冲标志，帧有效标志Frame_Valid在一个处理帧内保持高电平，一个处理帧对应的帧周期时间长度T＝PRI*N；

步骤2：识别到Frame_Start，启动定时和帧计数，输出定时时间Sys_T，将帧计数的最低位作为帧奇偶标志Frame_Mark输出；识别到Frame_End，定时时间Sys_T清零；

步骤3：识别到帧起始标志Frame_Start时，写地址Addr_W清零；识别到PRI脉冲的上升沿，并产生一个时钟的写使能W_En信号，写地址Addr_W按写使能信号W_En增加，每写一次地址Addr_W加1；

步骤4：将目标N延时信息Delayn和定时时间Sys_T实时相加输出时间参数Targ_Tn，时间参数Targ_Tn、帧奇偶标志Frame_Mark按高低位打包成数据Wn，Frame_Mark放在最低位；

步骤5：根据写使能W_En信号和写地址Addr_W，将数据Wn写入第n个双口RAM模块，第n个双口RAM模块根据读地址Addr_Rn输出数据Rn；

步骤6：实时将数据Rn最低位和Frame_Mark同或处理，并判断数据Rn中的时间参数Targ_Tn是否等于定时时间Sys_T，当同或结果为1且Targ_Tn等于定时时间Sys_T，则输出回波产生标志Pulse_Genn；

步骤7：若第n个读地址产生模块识别到回波产生标志Pulse_Gen，对应读地址Addr_Rn加1；若别到帧起始标志Frame_Start时，读地址Addr_Rn清零；

步骤8：若别到回波产生标志Pulse_Genn，根据脉冲宽度参数PW产生时间宽度为PW的回波脉冲信号Pulse_Echon；

步骤9：第n个回波产生模块在回波脉冲信号Pulse_Echon的控制下，根据发射基带信号参数、目标多普勒、目标幅度参数产生回波信号Sig_Echon。

实施例三：

本实施例提供一种雷达目标回波距离延时模拟系统，参见图2，由于回波信号序列和发射序列是一一对应的，实施例一中的双口RAM可以用FIFO代替。

1)写控制模块：识别到帧起始标志Frame_Start时，产生FIFO复位信号FIFO_Rst清空FIFO；识别到PRI脉冲的上升沿，并产生一个时钟的写使能W_En信号；

2)FIFO模块：根据写使能W_En信号将数据Wn写入FIFO模块，第n个FIFO模块根据读标志Rd_Flagn读出数据Rn；

3)延时判别模块：实时将数据Rn最低位和Frame_Mark同或处理，并判断数据Rn中的时间参数Targ_Tn是否等于定时时间Sys_T，当同或结果为1且Targ_Tn等于定时时间Sys_T，则输出回波产生标志Pulse_Genn，同时产生读标志Rd_Flagn；

其他模块同实施例一保持一致。

实施例四：

本实施例提供雷达目标回波距离延时模拟方法，基于实施例三记载的系统实现，包括：

步骤1：根据重频周期PRI、使能标志EN、帧脉冲数N产生帧起始标志Frame_Start、帧结束标志Frame_End、帧有效标志Frame_Valid、PRI脉冲Pulse_St，PRI脉冲Pulse_St、帧起始标志Frame_Start、帧结束标志Frame_End为一个时钟的脉冲标志，帧有效标志Frame_Valid在一个处理帧内保持高电平，一个处理帧对应的帧周期时间长度T＝PRI*N；

步骤2：识别到Frame_Start，启动定时和帧计数，输出定时时间Sys_T，将帧计数的最低位作为帧奇偶标志Frame_Mark输出；识别到Frame_End，定时时间Sys_T清零；

步骤3：识别到帧起始标志Frame_Start时，产生FIFO复位信号FIFO_Rst清空FIFO；识别到PRI脉冲的上升沿，并产生一个时钟的写使能W_En信号；

步骤4：将目标N延时信息Delayn和定时时间Sys_T实时相加输出时间参数Targ_Tn，时间参数Targ_Tn、帧奇偶标志Frame_Mark按高低位打包成数据Wn，Frame_Mark放在最低位；

步骤5：根据写使能W_En信号将数据Wn写入FIFO模块，第n个FIFO模块根据读标志Rd_Flagn读出数据Rn；

步骤6：实时将数据Rn最低位和Frame_Mark同或处理，并判断数据Rn中的时间参数Targ_Tn是否等于定时时间Sys_T，当同或结果为1且Targ_Tn等于定时时间Sys_T，则输出回波产生标志Pulse_Genn，同时产生读标志Rd_Flagn；

步骤7：若第n个读地址产生模块识别到回波产生标志Pulse_Gen，对应读地址Addr_Rn加1；若别到帧起始标志Frame_Start时，读地址Addr_Rn清零；

步骤8：若别到回波产生标志Pulse_Genn，根据脉冲宽度参数PW产生时间宽度为PW的回波脉冲信号Pulse_Echon；

步骤9：第n个回波产生模块在回波脉冲信号Pulse_Echon的控制下，根据发射基带信号参数、目标多普勒、目标幅度参数产生回波信号Sig_Echon。

本发明实施例中的部分步骤，可以利用软件实现，相应的软件程序可以存储在可读取的存储介质中，如光盘或硬盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。