Полунатурное моделирование широкополосных радиолокационных сигналов для испытаний радиолокаторов с синтезированной апертурой
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
й работы, может проводиться на имеющихся образцах. Преимуществом этого модульного прибора также является возможность его совместного использования с цифровым осциллографом INTE168, требующего аналогичных доработок, для построения функционально законченного устройства имитации и регистрации сигналов (УИРС).
1.4Способы генерации высокочастотных сигналов, модулированных сигналами произвольной формы
1.4.1Генерация видеосигналов с последующей модуляцией с использованием векторного генератора сигналов
Аппаратно-программный комплекс, содержащий УИРС, взаимодействующее с компьютерной системой формирования исходных данных (СФИД), позволит преобразовывать зондирующий сигнал от испытываемого БРЛК на наземных испытаниях в массив цифровой информации расчётного вида для синтеза обратного сигнала и, тем самым, формировать требуемое испытательное воздействие на РСА практически любого вида в соответствии с проверяемым режимом съёмки без необходимости организации реального полёта и устройства полигона. В частности, способ использования синтезированных эхо-сигналов от распределённых целей для автоматизированного измерения радиометрических характеристик РСА не только на лётных, но и на наземных испытаниях.
Использование в наземной аппаратуре быстродействующих и многоразрядных АЦП и ЦАП позволит реализовать цифровую регистрацию и воспроизведение радиолокационных сигналов с сохранением информации, необходимой для анализа качества аналогового тракта БРЛК. Возможные ограничения в части длительности тестовых сеансов съёмки и размеров имитируемых сюжетов для технических реализаций на конкретных этапах разработки связаны с пропускной способностью информационных интерфейсов цифровых осциллографов и генераторов сигналов произвольной формы, а также ёмкостью их буферных запоминающих устройств.
В зависимости от поставленных задач возможны различные варианты реализации УИРС, как в части формирования требуемого зондирующего сигнала, так и в части оцифровки принятых сигналов, их записи и обработки.
Рис. 6. Структурная схема УИРС
Синтез сигналов может осуществляться на несущей или промежуточной частоте с помощью генератора сигналов произвольной формы и векторного генератора сигналов.
Векторный генератор сигналов генерирует сигнал предустановленной несущей частоты (например, 10000 МГц) и осуществляет его модуляцию по любому закону, определяемому законом изменения двух управляющих видеосигналов, подаваемых на входы I, Q (синфазная и квадратурная составляющие требуемого модулированного сигнала). Пара этих управляющих сигналов формируется генератором сигналов произвольной формы в виде последовательностей выборок в каждом из двух каналов независимо. Обеспечивается ширина полосы частот синтезированного сигнала 500 МГц и выше. Синтезированный испытательный сигнал подаётся на проверяемый фрагмент БРЛК.
Формирование модулирующего сигнала произвольной формы осуществляется путём цифро-аналогового преобразования предварительно загруженного в память генератора массива выборок. Для синтеза испытательных сигналов большой длительности при ограниченном объёме ЗУ предусмотрены режимы записи таблицы фрагментов требуемого сигнала, которые затем воспроизводятся по сценарию. (Программно задаётся выбор нужного фрагмента и его воспроизведение, требуемое количество циклов, из таких циклов строится сценарий. Так как объём информации для задания сценария значительно меньше, чем объём самого фрагмента сигнала, то загрузка нового сценария из управляющей программы может производиться во время воспроизведения сигнала по предыдущему сценарию.) В частности, зондирующий импульс, модулированный М-последовательностью длиной 8191, при 5 выборках на элемент будет представлен последовательностью 40955 парных выборок. При частоте модуляции 375 МГц выборки в каждом канале должны воспроизводиться, соответственно, с частотой 1875 МГц. Чтобы сформировать сеанс зондирующих импульсов с чередованием М-последовательностей, предварительно формируется и записывается в память генератора 630 фрагментов сигнала по 40955 парных выборок, а также небольшой фрагмент нулевых выборок, который будет циклически воспроизводиться для формирования паузы между импульсами требуемой длительности.
Синхронизация запуска зондирующего импульса может осуществляться стробирующимсигналом как от испытываемой аппаратуры, так и от УИРС.
Не менее важной и сложной является задача высокоскоростной записи больших объемов информации в реальном времени.
УИРС должен принять и записать с минимальными потерями информации сигнал с выхода испытываемого фрагмента БРЛК на несущей частоте 9725 МГц, занимающий полосу частот 500 МГц, со скважностью импульсов 13…15 (на стенде), при максимальной длине сеанса 5…10 секунд (длительность синтеза апертуры в прожекторном режиме).
Наиболее удобным представляется метод записи оцифрованного сигнала на промежуточной частоте с помощью высокоскоростного АЦП. Это возможно с помощью высокоскоростной системы регистрации широкополосных сигналов, основным элементом которой является 8-разрядный АЦП с частотой выборок 2 ГГц и информационным интерфейсом, позволяющим сохранять получаемый поток данных на дисковый накопитель в непрерывном режиме. Длительность записываемого сеанса при этом определяется ёмкостью накопителя и может достигать нескольких часов.
Сигнал, оцифрованный на пром