[发明专利]基于天线性能等效反演的相控阵雷达射频注入式仿真方法

说明书

本发明涉及雷达装备射频注入仿真技术领域，公开了一种基于天线性能等效反演的相控阵雷达射频注入式仿真方法，该方法采用的系统，包括：主机、I/O接口适配单元、显示控制单元，主机的基带信号生成单元通过基带信号调制单元与天线波束形成单元相连，天线波束形成单元输出端通过基带信号合成单元与上/下变频单元的上变频输入端相连。上/下变频单元的上变频输出端通过电缆与被测雷达相连。上/下变频单元的下变频输入端通过电缆与被测雷达激励端相连。本发明能大幅降低仿真系统射频馈电通道数量需求，大幅提升仿真系统信号模拟功能灵活性，增强系统通用性和适用性；提升仿真技术应用空间，有利于充分发挥仿真技术优势，提升测试效费比。

技术领域

本发明涉及雷达装备射频注入仿真技术领域，尤其是涉及一种基于天线性能等效反演的相控阵雷达射频注入式仿真方法。

背景技术

雷达装备射频注入式仿真测试的基本原理是：由仿真系统依据战情想定模拟生成雷达目标、杂波、干扰等复杂电磁环境信号，以线馈方式注入雷达接收机，通过观察和分析雷达目标搜索、截获、识别、跟踪等情况，检验和评估雷达性能。测试时，需断开雷达天线与接收机之间的端口，从雷达接收机端口注入信号，雷达天线实物并不参与仿真测试回路。因此，仿真系统需模拟雷达天线的波束形成功能，构建与雷达天线馈电接收通道(如和支路、方位差支路、俯仰差支路等)数量相同的射频馈电通道，以模拟天线各通道输出信号。

从装备性能测试角度，信号注入端口应尽量选择靠近雷达接收天线端口，使雷达接收通道中尽可能多的环节能够参与仿真测试回路，以充分考核雷达的信号接收与处理功能。对于相控阵雷达而言，最理想的信号注入端口为相控阵天线T/R组件接收支路端口，但相控阵雷达天线辐射单元数量通常多达几千甚至上万个，若采用从天线单元端口注入信号，仿真系统需针对每个天线单元分别建立一个射频馈电通道，导致仿真系统规模庞大、结构复杂、成本高昂，直接限制了仿真技术在相控阵雷达性能测试领域的应用与优势作用发挥。因此，必须找到一条技术途径，有效降低仿真系统射频通道数量规模，降低系统设计实现难度与研制成本，增强相控阵雷达注入式仿真实现灵活性，提升仿真技术在相控阵雷达性能测试领域应用水平。

目前，针对采用射频波束合成技术的相控阵雷达，开展射频注入式仿真测试主要有两种实现思路：

一是选择天线波束形成网络后的雷达接收机端口作为信号注入端口，仿真系统只能按照天线波束形成网路形成的雷达接收波束(如和差波束)模拟生成对应接收通道的雷达回波信号。其特点是仿真系统通道数量需求少、技术实现相对简单，缺点是难以考核雷达天线馈电通道及波束形成单元的性能，仿真系统通用性、适用性差，应用场景单一。

二是选择天线单元的T/R组件接收支路端口作为信号注入端口，由仿真系统模拟各天线单元馈电通道接收的雷达回波信号。其特点是可以考核阵列天线单元接收链路的性能，仿真系统通用性、适用性强，但系统通道数量需求大，技术实现复杂、研制成本较高。

以上两种方案均存在一定的技术局限性，限制了仿真技术优势发挥及其在相控阵雷达性能测试领域的应用，且基于上述路线构建的仿真系统通用性差，应用局限性大。

参考文献

1.张光义,赵玉洁.相控阵雷达技术[M].北京：电子工业出版社，2006.2.张光义.相控阵雷达系统[M].北京：国防工业出版社，1997.

3.丁鹭飞,耿富录,陈建春等.雷达原理(第5版)[M].北京：电子工业出版社，2014。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提出了一种基于天线性能等效反演的相控阵雷达射频注入式仿真方法。

为实现上述发明目的，本发明采用技术方案如下：