張 珂，王 震，舒建濤，王中洋，張 翔

(1.西安機(jī)電信息技術(shù)研究所，陜西 西安 710065；2.德州市公安局信息通信處，山東 德州 253013)

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基于數(shù)字射頻存儲(chǔ)的引信面目標(biāo)回波模擬器

張 珂1，王 震1，舒建濤2，王中洋1，張 翔1

(1.西安機(jī)電信息技術(shù)研究所，陜西 西安 710065；2.德州市公安局信息通信處，山東 德州 253013)

針對(duì)對(duì)稱三角連續(xù)波調(diào)頻引信回波模擬設(shè)備無(wú)法滿足回波信號(hào)與發(fā)射信號(hào)的相參性與相關(guān)性以及精確距離、功率及速度模擬的問(wèn)題，提出了基于數(shù)字射頻存儲(chǔ)的引信面目標(biāo)回波模擬器。該模擬器采用射頻直采技術(shù)對(duì)引信發(fā)射信號(hào)經(jīng)頻譜下搬移的射頻信號(hào)進(jìn)行采樣，由高速數(shù)字信號(hào)處理器實(shí)現(xiàn)對(duì)采樣信號(hào)的高精度延遲，并采用多個(gè)散射點(diǎn)獨(dú)立進(jìn)行多普勒頻率調(diào)制、幅度及相位調(diào)制，結(jié)合多散射點(diǎn)合路的處理方式，實(shí)現(xiàn)引信面目標(biāo)回波模擬。仿真及實(shí)驗(yàn)室測(cè)試表明：該模擬器能夠精確進(jìn)行回波距離、速度、功率模擬，且具有與所截獲引信發(fā)射信號(hào)相參、相關(guān)且“高保真”的回波特性。

對(duì)稱三角連續(xù)波調(diào)頻引信；數(shù)字射頻存儲(chǔ)；面目標(biāo)回波模擬

0 引言

隨著智能化彈藥研制進(jìn)程的加快，引信作為武器系統(tǒng)能否發(fā)揮最大作戰(zhàn)效能的核心部件，在研制、生產(chǎn)及測(cè)試中對(duì)其智能化程度，可測(cè)化水平均提出了更高的要求。適用于“智能化”引信檢測(cè)的回波模擬設(shè)備層出不窮，它能夠用于模擬引信動(dòng)態(tài)彈目交會(huì)條件下的目標(biāo)回波信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)引信整機(jī)的閉環(huán)測(cè)試，是近炸引信在研制過(guò)程乃至生產(chǎn)、交驗(yàn)中非常重要的測(cè)試設(shè)備。

引信回波模擬器的基本工作原理是針對(duì)引信發(fā)射信號(hào)經(jīng)距離延遲、幅度調(diào)制及多普勒調(diào)制后，由轉(zhuǎn)發(fā)天線空饋或微波傳輸線線饋的方式，轉(zhuǎn)發(fā)至引信接收機(jī)進(jìn)行回波模擬。文獻(xiàn)[1]在考慮環(huán)境因素的影響下建立基于多散射中心的脈沖多普勒體制引信回波的數(shù)學(xué)模型并生成仿真數(shù)據(jù)，提出了通過(guò)FPGA控制SRAM進(jìn)行仿真數(shù)據(jù)回放進(jìn)行回波模擬的方法。文獻(xiàn)[2]提出了一種基于靜磁波延遲線的通用調(diào)頻引信回波模擬器，該模擬器通過(guò)電壓(電流)控制延遲時(shí)間，實(shí)現(xiàn)回波速度和起始距離的模擬，通過(guò)對(duì)發(fā)射信號(hào)的幅度調(diào)制實(shí)現(xiàn)了回波信號(hào)的幅度模擬。然而，上述文獻(xiàn)中所提及的通用模擬器實(shí)現(xiàn)方案無(wú)法滿足對(duì)稱三角連續(xù)波調(diào)頻(Symmetric Triangular Frequency Modulation Continuous Wave，STMFCW)引信回波模擬信號(hào)對(duì)時(shí)延的精確性、功率的精準(zhǔn)性要求，同時(shí)也很難實(shí)現(xiàn)回波模擬信號(hào)與發(fā)射信號(hào)相參性及相關(guān)性。

基于數(shù)字射頻存儲(chǔ)(Digital Radio Frequency Memories，DRFM)實(shí)現(xiàn)的回波模擬器，通過(guò)對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行截獲、存儲(chǔ)、復(fù)制、轉(zhuǎn)發(fā)或正交變換、卷積調(diào)制等技術(shù)手段生成模擬回波信號(hào)，且生成的模擬信號(hào)在延遲時(shí)間、復(fù)制次數(shù)等重要參數(shù)上均能高保真地還原原始發(fā)射信號(hào)[3]。因而，基于DRFM方式實(shí)現(xiàn)的回波模擬器較文獻(xiàn)[1]以仿真數(shù)據(jù)為背景的模擬器，所模擬的回波信號(hào)具有更好的相參性、相關(guān)性[4-6],較文獻(xiàn)[2]中采用微波低損耗傳輸電纜或電磁導(dǎo)線作為定點(diǎn)模擬的產(chǎn)生方式，該方法具有更加精確的距離、速度、回波功率模擬能力[7]。文獻(xiàn)[8]論證了將DRFM技術(shù)用作無(wú)線電引信信號(hào)源的可行性，然而該文獻(xiàn)僅對(duì)脈沖雷達(dá)體制下單一點(diǎn)目標(biāo)回波進(jìn)行模擬，針對(duì)STMFCW引信探測(cè)的面目標(biāo)回波并不適用。本文針對(duì)此問(wèn)題，提出了一種基于DRFM的STMFCW引信面目標(biāo)回波模擬器。

1 數(shù)字射頻存儲(chǔ)器原理

1.1 STMFCW引信面目標(biāo)回波模擬原理

STMFCW體制引信是發(fā)射信號(hào)的頻率調(diào)制規(guī)律，按照對(duì)稱三角波規(guī)律變化的連續(xù)波無(wú)線電引信[9]，其頻率調(diào)制規(guī)律如圖1所示。

圖1 STMFCW引信工作原理圖Fig.1 Schematic of principle in STMFCW fuze

如圖1所示，f0是STMFCW引信發(fā)射信號(hào)載波頻率，B是調(diào)制帶寬，Tm是對(duì)稱三角波信號(hào)調(diào)制周期，STMFCW引信發(fā)射對(duì)稱三角波線性調(diào)頻信號(hào)(粗實(shí)線)，由于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波信號(hào)(虛線)在空間傳播產(chǎn)生的時(shí)間延遲，其到達(dá)接收機(jī)時(shí)瞬時(shí)頻率與發(fā)射信號(hào)頻率具有頻差，而頻率差正比于空間傳輸距離。因而將回波信號(hào)與發(fā)射信號(hào)混頻，取出差頻信號(hào)，根據(jù)其幅頻分布，可得到彈目距離信息[10]。

根據(jù)引信回波信號(hào)理論，針對(duì)面目標(biāo)的回波可以等效為N個(gè)散射中心產(chǎn)生的回波信號(hào)的疊加，并且不同散射中心回波信號(hào)相對(duì)于STMFCW引信發(fā)射信號(hào)具有不同的延遲、多普勒頻移和幅度衰減[1]。從而，如果準(zhǔn)確獲取/截獲了引信的發(fā)射信號(hào)并對(duì)其經(jīng)相關(guān)幅度衰減、距離延遲、多普勒頻移等信號(hào)處理工作即可模擬STMFCW引信面目標(biāo)回波信號(hào)。

由上述分析可知，STMFCW引信面回波模擬器通用模型主要由模擬上/下變頻器、延遲系統(tǒng)及幅度控制系統(tǒng)構(gòu)成[2]，其原理框圖如圖2所示。

圖2 STMFCW引信回波模擬器原理框圖Fig.2 Schematic of echo simulator for STMFCW fuze

1.2 數(shù)字射頻存儲(chǔ)原理

DRFM本質(zhì)是一個(gè)數(shù)字中頻存儲(chǔ)器，如圖3所示，由變頻電路和DRFM單元組成,DRFM單元是DRFM處理核心。

如圖3所示，DRFM單元中經(jīng)過(guò)可調(diào)預(yù)選濾波和幅度調(diào)整后的中頻信號(hào)進(jìn)入高速A/D器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，控制器將采樣得到的信號(hào)經(jīng)數(shù)字正交解調(diào)器得到數(shù)字同相分量I及正交分量Q并存入高速實(shí)時(shí)存儲(chǔ)器中，控制器同時(shí)作為一個(gè)數(shù)據(jù)處理器，可對(duì)采樣的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行I/Q矢量調(diào)制、距離延時(shí)、波形調(diào)制等復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理，生成具有目標(biāo)特征信息、距離信息和多普勒頻率信息的射頻信號(hào)。

2 基于數(shù)字射頻存儲(chǔ)的引信面目標(biāo)回波模擬器

2.1 基于DRFM的引信面目標(biāo)回波模擬器構(gòu)成

基于數(shù)字射頻存儲(chǔ)的引信面目標(biāo)回波模擬器的設(shè)計(jì)核心在于：采用以DRFM原理的數(shù)字化處理方式實(shí)現(xiàn)圖2所述的延遲系統(tǒng)及幅度控制系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)框圖如圖4所示。

圖4 基于DRFM的引信面目標(biāo)回波模擬器框圖Fig.4 Schematic of echo simulator for STMFCW fuze based on DRFM

如圖4所示，基于數(shù)字射頻存儲(chǔ)的引信面目標(biāo)回波模擬器的信號(hào)處理流程為：回波模擬器接收天線截獲近炸引信發(fā)射天線輻射的射頻信號(hào)，由下變頻器完載波信號(hào)的頻譜下搬移，即將所截獲信號(hào)的中心頻率搬移至百兆赫茲量級(jí)的中頻。由DRFM單元對(duì)該中頻模擬信號(hào)進(jìn)行采樣、量化，得到中頻數(shù)字信號(hào)，并由高速數(shù)字信號(hào)處理器實(shí)現(xiàn)信號(hào)的幅度衰減、距離延遲、多普勒頻移位等處理工作，最終由數(shù)模轉(zhuǎn)換電路還原經(jīng)處理后的中頻數(shù)字信號(hào)為中頻模擬信號(hào)。由模擬上變頻器實(shí)現(xiàn)DRFM單元輸出中頻模擬信號(hào)的頻譜上搬移，即將信號(hào)中心頻率搬移至原截獲信號(hào)的載波信號(hào)中心頻率，最終由發(fā)射天線將所生成的回波模擬信號(hào)空饋至近炸引信接收天線。

2.2 基于DRFM的引信面目標(biāo)回波模擬器原理

根據(jù)2.1節(jié)所述，基于DRFM的引信面目標(biāo)回波模擬器在生成模擬回波時(shí)，首先對(duì)中頻數(shù)字信號(hào)經(jīng)多路數(shù)字抽頭延遲單元完成多散射點(diǎn)距離等效模擬，隨后對(duì)每一獨(dú)立之路經(jīng)復(fù)數(shù)域調(diào)制完成多散射點(diǎn)幅相多普勒頻移模擬，最后由多路合路器實(shí)現(xiàn)面目標(biāo)等效模擬，其處理流程如圖5所示。

圖5 基于DRFM的引信面目標(biāo)回波模擬器工作流程圖Fig.5 Figure of procedure based on echo simulator for STMFCW fuze

2.2.1 多散射點(diǎn)距離等效模擬

基于數(shù)字射頻存儲(chǔ)的引信面目標(biāo)回波模擬器通過(guò)對(duì)發(fā)射信號(hào)的采樣點(diǎn)延時(shí)，實(shí)現(xiàn)回波信號(hào)距離模擬。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，將被采樣的信號(hào)量化后數(shù)據(jù)存放在數(shù)字信號(hào)處理器中，處理器通過(guò)控制數(shù)據(jù)讀寫(xiě)時(shí)序操作完成信號(hào)延時(shí)，數(shù)字信號(hào)處理器的讀寫(xiě)操作時(shí)鐘頻率決定著延時(shí)步進(jìn)，處理器的容量決定了最大可延遲距離。

多散射點(diǎn)距離等效模擬靠多數(shù)字抽頭延時(shí)單元級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)，將被采樣的信號(hào)量化后數(shù)據(jù)存入數(shù)字信號(hào)處理器先入先出存儲(chǔ)器(First Input First Output，F(xiàn)IFO)中，通過(guò)對(duì)每個(gè)抽頭進(jìn)行延時(shí)計(jì)數(shù)，完成此抽頭的延時(shí)輸出，以具有16個(gè)散射點(diǎn)形成的面目標(biāo)為例，設(shè)計(jì)框圖如圖6所示。

圖6 數(shù)字抽頭延時(shí)單元框圖Fig.6 Schematic of digital tap delay unit

2.2.2 多散射點(diǎn)幅相多普勒頻移模擬

基于數(shù)字射頻存儲(chǔ)的引信面目標(biāo)回波模擬器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行的幅相多普勒頻移模擬，在數(shù)字信號(hào)處理器中采用復(fù)數(shù)乘法器實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)框圖如圖7所示。

圖7 幅相多普勒頻移模擬單元框圖Fig.7 Schematic of doppler AMP and phase simulation unit

由圖7所示，令幅度歸一化的輸入信號(hào)為Si=ej(ω t+ψ1)，幅度調(diào)制器和相位調(diào)制器組合產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)為Sd0=A·ej(ψ0)=A·ej(ωd0t)，多普勒頻偏信號(hào)為Sd1=ej(ωd1t)，則經(jīng)頻率調(diào)制、幅相頻移調(diào)制后輸出信號(hào)為：

S0=Si·Sd0·Sd1=A·ej[(ω+ωd0+ωd1)t+ψ1]

(1)

由公式(1)可見(jiàn)，輸出信號(hào)S0較輸入信號(hào)Si已被調(diào)制上了幅度、相位信息及多普勒頻移信息。

2.2.3 面目標(biāo)等效模擬

面目標(biāo)與點(diǎn)目標(biāo)的區(qū)別在于距離上的多點(diǎn)分布和角度上的角閃爍現(xiàn)象，具體到參數(shù)上是指每個(gè)散射點(diǎn)有著不同的延時(shí)、幅度、相位和多普勒頻移信息。為實(shí)現(xiàn)面目標(biāo)回波模擬，采用了將每個(gè)散射點(diǎn)獨(dú)立進(jìn)行延時(shí)、幅相及多普勒頻移后再經(jīng)合路器合路生成面目標(biāo)回波的等效方法。

在數(shù)字信號(hào)處理器中通過(guò)復(fù)域調(diào)制器及合路器實(shí)現(xiàn)多散射點(diǎn)面目標(biāo)等效模擬，以16個(gè)散射點(diǎn)為例，面目標(biāo)等效模擬單元框圖如圖8所示。

圖8 面目標(biāo)等效模擬單元框圖Fig.8 Schematic of echo simulator of area target

綜上所述，基于DRFM的STMFCW引信回波模擬器，采用射頻直采技術(shù)對(duì)引信發(fā)射信號(hào)經(jīng)頻譜下搬移的射頻信號(hào)進(jìn)行采樣，由高速數(shù)字信號(hào)處理器實(shí)現(xiàn)對(duì)采樣信號(hào)的精確時(shí)延，并采用多個(gè)散射點(diǎn)獨(dú)立進(jìn)行多普勒頻率調(diào)制、幅度及相位調(diào)制，結(jié)合多散射點(diǎn)合路的處理方式實(shí)現(xiàn)引信面目標(biāo)回波模擬。

3 仿真、設(shè)計(jì)與驗(yàn)證

3.1 數(shù)學(xué)模型

參照1.1節(jié)所述STMFCW引信工作原理，在建立數(shù)學(xué)模型時(shí)仍單周期、點(diǎn)目標(biāo)為例，在上掃頻段周期內(nèi)，假設(shè)所截獲的引信發(fā)射信號(hào)為St,up(t)，本地振蕩器產(chǎn)生信號(hào)為L(zhǎng)(t)，M(t)為下變頻后經(jīng)低通濾波后的中頻信號(hào)。

t∈Te,up

(2)

L(t)=A1cos(2πfL+φL)

(3)

φ0,up-φL]

(4)

M(t)=ALcos(πμt2+ω1t+φM)

(5)

對(duì)其進(jìn)行中頻數(shù)字化采樣，采樣間隔為T(mén)s，則時(shí)域離散信號(hào)表示為：

M(n)=AL(n)cos{[πμ(nTs)2+ω1nTs+φM]}

n=1,2,3,…

(6)

經(jīng)過(guò)數(shù)字正交混頻技術(shù)，可得到該中頻信號(hào)的同相與正交分量I(n),Q(n)，其中I(n),Q(n)分別表示為：

(7)

(8)

該基帶信號(hào)經(jīng)數(shù)字存儲(chǔ)延時(shí)時(shí)間為τ，其中τ=NTs，N為延時(shí)周期，每周期為T(mén)s，則經(jīng)存儲(chǔ)延遲后表示為:

(9)

(10)

多普勒信號(hào)復(fù)數(shù)調(diào)制信號(hào)表達(dá)式為：

fdI(n)=cos(ωd(n-N)Ts)

(11)

fdQ(n)=sin(ωd(n-N)Ts)

(12)

(13)

從而得到兩個(gè)經(jīng)多普勒調(diào)制的復(fù)數(shù)信號(hào)：

φM+ωd(n-N)Ts]

(14)

φM+ωd(n-N)Ts]

(15)

同理，對(duì)該復(fù)數(shù)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字同相正交上變頻，得到：

M′(n)=DIcos(ω1nTs)-DQsin(ω1nTs)=

(ωd+ω1)(n-N)Ts]

(16)

將該信號(hào)由數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)為：

(ωd+ω1)(t-τ(t))]=

(17)

通過(guò)上變頻器件將頻譜搬移至發(fā)射信號(hào)中心頻譜f0處：

φ0,up]+2πfd(t-τ(t)}=

φ0,up]+φd}

(18)

由上述推導(dǎo)過(guò)程可知，經(jīng)DRFM處理能夠通過(guò)對(duì)所截獲STMFCW引信發(fā)射信號(hào)經(jīng)幅度調(diào)整、數(shù)據(jù)延遲及多普勒相移等處理實(shí)現(xiàn)STMFCW引信回波模擬。綜上所述，基于DRFM的STMFCW引信回波模擬器延遲時(shí)間τ=NTs，較文獻(xiàn)[2]中使用延遲線的方式延遲時(shí)間更加精準(zhǔn)、靈活、可控，用于幅相多普勒頻移模擬的附加相移φd相對(duì)于STMFCW引信發(fā)射信號(hào)，較文獻(xiàn)[1]具有更好的相參性與相關(guān)性。

3.2 算法仿真

為了降低計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算量，暫不考慮模擬上/下變頻的處理過(guò)程，僅對(duì)DRFM核心單元進(jìn)行仿真，仿真參數(shù)設(shè)定為：DRFM單元采樣率900 MHz，對(duì)稱三角波信號(hào)調(diào)制速率500 kHz，調(diào)制頻偏90 MHz，STMFCW信號(hào)中心頻率180 MHz，延遲時(shí)間為τ=2R/C=0.2 μs。對(duì)該距離選用16個(gè)散射點(diǎn)進(jìn)行幅度及多普勒頻偏調(diào)制模擬，生成的回波仿真信號(hào)如圖9所示。

以彈目距離30 m為例，由STMFCW信號(hào)定距公式可知，該彈目距離對(duì)應(yīng)500 kHz調(diào)制信號(hào)的36次諧波，即差頻信號(hào)中18 MHz諧波點(diǎn)。圖10所示為上述回波仿真信號(hào)經(jīng)相關(guān)解調(diào)后，所得到的差頻信號(hào)中18 MHz附近多普勒域，如圖所示，該多普勒域由16個(gè)離散點(diǎn)構(gòu)成，其中每個(gè)離散點(diǎn)均具有不同功率及頻率，該多普勒域表明了模擬器具有在彈目距離30 m處生成面目標(biāo)回波的能力。

3.3 參數(shù)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)延遲主要由變頻器固有延時(shí)、DRFM固有延遲及可變延遲決定，其中變頻系統(tǒng)固有延時(shí)由放大器、混頻器、衰減器及濾波器等元器件的延時(shí)組成，該項(xiàng)延遲小于30 ns。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中ADC轉(zhuǎn)換延遲為4個(gè)時(shí)鐘周期約2 ns，DAC的流水線延遲為4個(gè)時(shí)鐘周期，轉(zhuǎn)換延遲約2 ns，在正常工作模式下，考慮到降速/升速電路和存儲(chǔ)器的延時(shí)，因而整個(gè)DRFM單元的固有延時(shí)控制在40 ns以下。此外，本設(shè)計(jì)中FPGA的 RAM的容量高達(dá)14 Mbit，若采樣率選擇為2.4 GHz，則可實(shí)現(xiàn)不小于400 μs的最大延時(shí)值。

數(shù)字抽頭延時(shí)單元的基本模塊是高速FIFO，它的工作時(shí)鐘是FPGA內(nèi)部工作時(shí)鐘，頻率不小于300 MHz，因此可以實(shí)現(xiàn)3.3 ns的延時(shí)步進(jìn)。若設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)深度不小于600采樣單元，則實(shí)現(xiàn)的多散射點(diǎn)最大延時(shí)量2 μs，即通過(guò)數(shù)字抽頭延時(shí)單元可實(shí)現(xiàn)面目標(biāo)的多個(gè)散射點(diǎn)之間的位置關(guān)系模擬，實(shí)現(xiàn)的最小距離模擬為0.5 m。

面目標(biāo)多散射點(diǎn)的幅度(功率)模擬范圍由DAC的位數(shù)決定，本方案采用的高速DAC為14 bit位寬，可實(shí)現(xiàn)大于50 dBc的功率變化范圍。

DDS模塊的工作主時(shí)鐘頻率為FPGA內(nèi)部工作時(shí)鐘頻率的2倍頻，為600 MHz，匹配FPGA內(nèi)部工作速率，輸入頻率控制字是32 bit，可以實(shí)現(xiàn)精度為600 MHz/(232-1)=0.14 Hz的頻率變化。DDS模塊輸入端有符號(hào)控制位，可以控制輸出得到cos(ωdt)+jsin(ωdt)和cos(ωdt)-jsin(ωdt)，得到正負(fù)頻率，可實(shí)現(xiàn)-3～+3 MHz的頻偏要求。

圖9 STMFCW面目標(biāo)回波仿真信號(hào)Fig.9 Figure of area target echo simulation signal for STMFCW fuze

圖10 16個(gè)散射點(diǎn)模擬18 MHz附近多普勒域Fig.10 Doppler freguency area near 18 MHZ simulation by 16 scattering points

3.4 系統(tǒng)驗(yàn)證

基于數(shù)字射頻存儲(chǔ)技術(shù)的對(duì)稱三角連續(xù)波調(diào)頻引信回波模擬器在實(shí)驗(yàn)室完成測(cè)試，測(cè)試方法如圖11所示。

根據(jù)以上設(shè)計(jì)計(jì)算，該模擬器的回波模擬精度及能力如下表1所示。

圖11 系統(tǒng)測(cè)試框圖Fig.11 Block schematic of system testing

變頻器固有延遲/nsDRFM單元固有延遲/nsDRFM最大可變延遲/μs距離模擬分辨力/m功率動(dòng)態(tài)范圍/m多普勒頻偏/分辨率/Hz≤30≤404000.550±3×106/0.14

由表1可知，該模擬器可實(shí)現(xiàn)±3 MHz范圍內(nèi)由于多普勒效應(yīng)引起的頻率偏移，70 ns～400 μs的數(shù)據(jù)延遲，3.3 ns的延時(shí)步進(jìn)以及50 dB的回波信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍模擬，此外通過(guò)設(shè)置變頻器中心頻率可實(shí)現(xiàn)C、Ka、Ku等常用波段STMFCW引信回波模擬。以Ka波段8毫米波STMFCW引信為例，在考慮所模擬回波功率的情況下，該模擬器能夠以0.5 m的距離步進(jìn)進(jìn)行約10.5～60 m彈目距離范圍內(nèi)的回波模擬，且能夠以不大于0.1 m/s的速度分辨率實(shí)現(xiàn)1 800 m/s以內(nèi)的彈目交會(huì)速度模擬。

4 結(jié)論

本文提出了基于數(shù)字射頻存儲(chǔ)技術(shù)的對(duì)稱三角連續(xù)波調(diào)頻引信面目標(biāo)回波模擬器。該模擬器采用射頻直采技術(shù)對(duì)引信發(fā)射信號(hào)經(jīng)頻譜下搬移的射頻信號(hào)進(jìn)行采樣，由高速數(shù)字信號(hào)處理器實(shí)現(xiàn)對(duì)采樣信號(hào)的精確時(shí)延，并采用多個(gè)散射點(diǎn)獨(dú)立進(jìn)行多普勒頻率調(diào)制、幅度及相位調(diào)制，結(jié)合多散射點(diǎn)合路的處理方式，實(shí)現(xiàn)引信面目標(biāo)回波模擬。經(jīng)仿真及實(shí)驗(yàn)室測(cè)試表明：該模擬器能夠以0.5 m的距離分辨率實(shí)現(xiàn)約10.5～60 m距離范圍內(nèi)的彈目距離模擬，能夠以0.14 Hz的頻率分辨率在±3 MHz多普勒頻偏范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)彈目速度模擬，模擬回波信號(hào)具有50 dB動(dòng)態(tài)范圍且具有與所截獲引信發(fā)射信號(hào)相參、相關(guān)且“高保真”的回波特性。

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Echo Simulator of Area Target Based on DRFM

ZHANG Ke1，WANG Zhen1,SHU Jiantao2, WANG Zhongyang1，ZHANG Xiang1

(1.Xi’an Institute of Electromechanical Information Technology，Xi’an 710065，China; 2.Information Commanication of Dezhou Municipal Public Sesurity Bureau, Dezhou 253013, China)

An echo simulator of area target based on DRFM was put forward to solve the problem of coherent property between transmit and simulation echo signal,and the precision of simulation echo signal in range,power,velocity for radio fuze. Firstly,The spectrum of transmitting signal was made down frequency by direct RF sampling technology.And then，using the Doppler frequency modulation,amplitude,phase modulation and multi-channel mixing method,the sampled time discrete signal was processed by the DSP.Finally,the echo simulation signal for radio fuze was fulfilled.The prototype test result showed that the simulator could realize the high-precision range,velocity and power simulation for radio fuze,and the echo simulation signal had the coherent property with the original transmit signal.

symmetric triangular frequency modulation continuous wave fuze；digital radio frequency memories； echo simulator of area target

2016-05-15

張珂(1983—)，男，甘肅金昌人，碩士，研究方向：無(wú)線電引信信號(hào)處理。E-mail：32578792@qq.com。

TJ430

A

1008-1194(2016)05-0015-07