干扰模拟器测试与校准系统概述


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摘 要 干扰模拟器是一种模拟产生雷达干扰信号,从而测试雷达抗干扰性能的无线电设备,干扰模拟器的输出信号与雷达输出信号之间具有频率、时间和相位的关联。本文所述干扰模拟器测试与校准系统作为模拟器校准设备的上层应用软件,用于解决模拟器校准过程中的问题,还可以在模拟器校准设备的任务执行前和日常维护时对干扰模拟器性能进行现场测试与校准。

关键词 干扰模拟器;校准系统;雷达信号

1 干扰模拟器测试与校准系统的软件功能

本文所提及的干扰模拟器测试与校准系统软件功能包括如图1所示的五个部分:①完成对雷达输出信号和干扰模拟器输出信号的两路信号采集和存储,②实现频率、时间、相位参数的实时计算与页面显示。③实现对所采集的时域、频域波形绘制。④实现微波通道的参数控制和工作状态反馈。⑤实现测试数据的实时记录、查询与回看。

2 干扰模拟器测试与校准系统的软件运行流程

干扰模拟器测试与校准系统的软件运行流程如图2所示。

包括如下5个步骤:

(1)首先,进行微波通道的参数控制并工作状态反馈,包括设置到频综的中心频率、带宽、衰减、微波开关以及控制端口,实时的工作状态反馈可得到微波通道的本振锁定状态、上变频状态、下变频状态等信息。

(2)从计算机启动对雷达输出信号和干扰模拟器输出信号这两路信号的采集与存储,其两路信号采集基于DSP和AD芯片进行。信号采集过程需设置采集时长。

(3)对两路采集信号的频率、时间和相位参数进行实时计算和页面显示。

计算频率主要通过对两路采集信号进行FFT,时间差的计算通过对两路信号达到最大相似度时的时间基点换算得來,具体来说假定两路信号分别是f(n)和g(n),计算相似度如下:

当δ(k)取得最大值时,即可计算出时间差如下:

其中,Sr代表AD采样周期,单位s。

两路采集信号的相位参数则根据频率、时间差推算而来,具体计算公式是:

其中:时间差Δt单位是s,信号频率f单位是Hz,得出的相位单位是度。

(4)在第(3)步同时对两路采集信号进行时域、频域的波形绘制,所绘制波形X轴缩放、平移,在波形上移动鼠标即可显示X、Y数值。

(5)事后进行测试校准数据的实时记录、查询与回看。

对于不同重频的雷达信号,为保证测量精度所需的采集时长也不同,通常至少设为雷达信号重复周期的8倍,即至少采集8个周期。频率、时间、相位参数的实时计算与页面显示功能将测试实时计算过程可视化,显示计算进度并在计算完成有页面通知;在页面显著区域显示所测得的频率、频差、时间差和相位差。

对所采集的时域、频域波形绘制过程,根据所采集的一维数组直接绘制时域波形,相邻点之间时间间隔为采样周期;而绘制频域图形需经过FFT变换、取模、频率转换、幅度转换,从而得到“频率-电平(dBm)”二维数组。

3 结束语

综上所述,通过研制干扰模拟器测试与校准系统,完成了对雷达输出信号和干扰模拟器输出信号的两路信号采集和存储,实现频率、频差、时间、相位参数的实时计算与页面显示,同时还可绘制两路采集信号的频域与时域波形,实时跟踪信号参数;作为模拟器校准设备的上层应用软件,可解决模拟器校准过程中的问题,还可以在模拟器校准设备的任务执行前和日常维护时对干扰模拟器性能进行现场测试与校准。

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