在電子戰系統的工程驗證中經常需要產生精確并且可重復的測試信號,用以模擬真實電子戰環境,而模擬多發發射機場景是電子戰中具有代表性的測試驗證。多通道目標模擬系統是一種利用數字信號處理技術來實現信號生成和輸出的測試平臺,能夠模擬雷達、電子對抗、通信、電臺等多種復雜電磁環境信號來實現電子戰系統的工程驗證。例如,多通道目標模擬系統產生多個威脅信號,通過輻射或者注入到電子戰設備來檢驗其工作性能和抗干擾能力。
多通道目標模擬系統構建
多通道目標模擬系統采用軟件無線電設計理念,可基于PXIe平臺或者SDR平臺構建,其硬件部分包含信號生成系統、同步定時系統、寬頻段上變頻系統、信號調理與校準系統以及顯控系統。信號生成系統接受來自顯控系統的指令,將顯控系統輸出的基帶數據經PCIe數據總線傳輸至信號生成系統進行濾波、DUC等信號處理,并將生成的中頻信號傳輸至寬頻段上變頻系統;寬頻段上變頻系統主要將信號生成系統發射的波形上變頻至較高的射頻頻率上;同步定時系統可生成時鐘和觸發信號,保證系統通道間的時間同步和相位相參特性;信號調理與校準網絡對信號生成系統所產生的信號進行輸出功率范圍的擴展,并通過信號的切換、耦合和分配實現系統的自動化校準。
分系統介紹
信號生成系統
顯控系統的上位機軟件所產生的信號波形經PCIe數據總線傳輸至信號生成系統進行濾波、DUC等信號處理,并將生成的中頻信號傳輸至寬頻段上變頻系統。信號生成系統通過同步定時系統的時鐘和觸發信號可以實現多路信號同步和相參輸出。同時,由于信號生成系統采用多塊PXIe信號生成模塊靈活構建,其通道數可自定義配置。
同步定時系統
同步定時系統可生成時鐘和觸發信號,在單個機箱中的多個模塊之間路由這些信號,也可以將這些信號路由到其他PXIe機箱,實現系統的時間同步和相位相參特性。同時,同步定時模塊也可接受外部時鐘和外部觸發信號的輸入以實現與系統外部設備的同步
寬頻段上變頻系統
寬頻段上變頻系統包含寬頻段上變頻模塊和頻率源擴展模塊,其中寬頻段上變頻模塊在直通模式下,將信號生成模塊生成的信號通過限幅、放大、濾波等功能后輸出;在變頻模式下將信號生成模塊生成的中頻信號上變頻到較高的射頻頻率上,然后通過可變本振將頻譜展開到射頻頻段上。頻率源擴展模塊為寬頻段上變頻模塊提供高穩定度、低雜散的兩路本振信號(LO1和LO2),且相互獨立信號。
信號調理與校準網絡
信號調理與校準網絡是對信號生成系統所產生的信號進行輸出功率范圍的擴展,同時通過信號的切換、耦合和分配實現系統的自動化校準。
顯控系統
顯控系統作為該系統的核心部分,用于該系統上位機軟件顯示和下位機設備控制,該上位機軟件平臺包含信號生成軟件、多通道自校準軟件、信號調理和校準網絡控制軟件組成。其中,信號生成軟件具備自定義波形生成能力,支持用戶以MATLAB m語言、Python腳本語言和LabVIEW編寫的自定義波形導入;多通道自校準軟件和其控制軟件主要實現發射通道的自動補償校正,同時也支持導入導出校準參數。
信號生成軟件
支持信號模型庫調用、場景仿真(信號模型庫擴展信號類型,目前在研)以及支持信號高速回放,其中信號模型庫支持以下信號類型:
雷達信號生成
多輻射源信號生成
SAR回波信號生成
定制化信號生成
場景仿真
雷達對抗電磁環境仿真
雷達對抗電磁環境基帶環境仿真
通信對抗電磁環境仿真模塊
電子對抗場景仿真控制展示模塊
多通道自校準軟件
校準軟件生成校準波形信號,通過信號生成系統觸發輸出后經各種電纜、信號調理與校準模塊到達校準系統,通過校準軟件和校準儀器分別測量出每個通道之間的幅度差、相位差以及相互之間的延時關系。根據測量結果,該軟件對多路信號做相應的幅度、延時和相位修正和補償,即可實現通道間的幅度、延時和相位校準。
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原文標題:多通道目標模擬系統靈活構建復雜電磁信號環境
文章出處:【微信號:EMC_EMI,微信公眾號:電磁兼容EMC】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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