[发明专利]通用型超高精度动态模拟器

说明书

技术领域

本发明涉及一种测控领域中通用型的超高精度动态模拟器，具有适应任何格式输入信号的通用性，以及时延控制精度达皮秒级，距离模拟精度优于1毫米，速度模拟精度优于1毫米/秒，幅度模拟精度优于0.01dB的超高模拟精度，尤其针对跳频加扩频模式的目标信号进行超高精度动态模拟时，中频信号及射频本振信号进行处理的方法。

背景技术

现有技术对距离、速度、加速度等目标信号进行的模拟，是通过模拟回波信号的时延和幅度变化以及多普勒频率来实现的。一般连续波测控信号的测距是用测相来实现的，目标运动时距离发生变化，接收回波的相位也会发生变化，相关地产生回波多普勒频移ω_d，对应的收发信号间的相位差为随时间而连续变化，亦即距离随时间发生变化，速度及加速度的模拟也通过多普勒频移及其变化率得以实现。但现有的模拟设备或信号产生仪器，一般只能完成常规性能指标的验证，而且精度不够高，一些新的测控系统采用跳扩体制，性能指标要求很高，距离精度达厘米级，速度精度达毫米级，要验证现有测控系统或者新研测控系统对新体制信号的适应性以及新体制信号对测控系统性能指标的影响，需要一套适应多种体制的通用型高精度动态模拟器，目前市面上尚无满足上述需求的货架产品，给测控技术的发展和应用带来诸多不便，因此需要开发一套通用型的超高精度超大范围的动态模拟器，模拟出一个高度逼真的动态环境，来验证系统功能、检验设备状态。

发明内容

本发明的任务是针对上述现有技术存在的的问题以及测控技术发展的需求，提出一种简单可靠、耗费硬件资源小，适应多种体制，模拟精度、逼真度高，距离速度相关性强，无需知悉信号当前频率及格式的通用型超高精度动态模拟器。

本发明的上述目的可以通过以下措施来达到，一种通用型超高精度动态模拟器，主要包括，外挂存储器组M2的FPGA与监控处理计算机之间连接的DSP，其特征在于，中频测控信号A/D后经FPGA内的先进先出缓存器M1完成细延时，再到M2中进行粗延时；时延大小由DSP根据监控处理计算机输入的距离参数推算出，通过控制存储器组M2的读写地址及对缓存器M1读写钟进行数字移相来实现粗细延时，DSP再根据输入的速度及加速度参数推算出读钟上加载的多普勒频率及其变化率，实时控制读钟频率，对M2中的数据进行异步读写，读出的数据在精确延时的同时，频率随多普勒频率变化得到实时拉伸或压缩，模拟目标距离、速度和加速度；中频以外的多普勒频率在混频器本振上同步加载，同步脉冲由DSP统一发出；中频数字信号经D/A后与本振混频，形成一个满足多普勒频率与速度对应关系的射频动态目标信号，射频动态目标信号从模拟器信道输出。

DSP根据监控处理计算机输入的距离参数推算出时延大小值，并把时延换算成存储器读写钟周期的个数，对于存储器读写钟周期个数的整数部分距离时延T₂，通过控制第二级存储器组M2的读写地址来实现，对于读写钟周期个数的小数部分距离时延T₁，通过对第一级缓存器M1的读写钟数字移相进行分数延时来实现，粗细时延组合控制，精度可达皮秒级，在模拟距离百万公里的范围内，模拟精度优于1毫米。

DSP根据监控处理计算机输入的轨道参数中的距离参数，推算出当前目标信号的幅度值及幅度随距离的变化量，通过控制FPGA内部信号幅度调节系数，或者通过控制与混频滤波器相连的数控衰减器的衰减量来模拟信号的空间传输损耗特性，实现对目标信号幅度随距离变化模拟，幅度模拟精度优于0.01dB。