Полунатурное моделирование широкополосных радиолокационных сигналов для испытаний радиолокаторов с синтезированной апертурой
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
ежуточной частоте, затем программно преобразуется в комплексную ЦРГ с помощью стандартной процедуры цифровой демодуляции (например, преобразования Гильберта). Выбор промежуточной частоты Fпч определяется полосой частот анализируемого сигнала ?F=(450…500) МГц и частотой выборок Fацп=2000 МГц. Если задаться условием Fацп2,5 Fв, где верхняя граничная частота сигнала Fв=Fпч+ ?F/2, то удобно выбрать Fпч=500МГц.
1.4.2Генерация сигнала на промежуточной частоте с последующим переносом на несущую частоту
Центральным элементом усовершенствованного стенда полунатурного моделирования является УИРС, содержащее высокоскоростные модули АЦП и ЦАП. Структурная схема УИРС приведена на рис. 7. Опытный образец УИРС представляет собой сборку VXI-модулей Информтест, включающую 8-разрядный цифровой осциллограф МОСЦ-6 с частотой дискретизации 5 ГГц и модифицированный 14-разрядный генератор сигналов произвольной формы МГВЧ с частотой дискретизации 2,5 ГГц. Такой комплект аппаратуры обеспечивает цифровую регистрацию и воспроизведение сигналов с произвольной модуляцией в полосе частот до 500 МГц на промежуточной частоте 600 МГц. Оба типа серийных модулей содержат долговременное ОЗУ объёмом 512 МБ для буферного хранения данных входных и выходных сигналов. УИРС в такой конфигурации под управлением специального программного обеспечения позволяет осуществлять имитацию сигналов, отражённых от сложных целей, в режиме генерации сигнала из предварительно подготовленного массива данных. Предполагаются дальнейшие усовершенствования рассмотренных модулей и наращивание их конфигурации.
Рис. 7. Структурная схема УИРС
В зависимости от поставленных задач возможны различные варианты реализации УИРС, как в части формирования требуемого зондирующего сигнала (ЗИ), так и в части оцифровки принятых сигналов, их записи и обработки.
Следует отметить, что характеристики УИРС, используемого в качестве как формирователя, так и регистратора сигналов, должны быть лучше, чем у испытываемой аппаратуры (таблица 1).
Таблица 1 - Характеристики УИРС и испытываемой аппаратуры
ПараметрХарактеристики УИРСХарактеристики испытываемой аппаратурыФормирование сигналаШирина спектрадо 500 МГц450 МГцДлительность переходного процесса при формировании ФМ сигнала50 пс250 псРегистрация сигналаШирина спектрадо 500 МГц450 МГцЧастота выборок АЦП2.5 ГГц750 МГцРазрядность АЦП84Способ демодуляцииПрограммныйАппаратный
Следует учесть, что от УИРС требуется генерировать зондирующий сигнал со штатными параметрами бортового радиолокационного комплекса (БРЛК) как на этапе его наземных испытаний, так и во время летных испытаний, а также на этапе валидации и внешней калибровки. Устройство также должно имеет возможность приема и регистрации зондирующего сигнала проходящего испытания БРЛК и его подсистем, в частности на соответствие системному критерию [7].
Сеанс тестовой съёмки при наземных испытаниях БРЛК организуется следующим образом:
) БРЛК передаёт зондирующий сигнал - серию импульсов, который с помощью УИРС записывается в виде массива цифровых данных;
) специальное ПО осуществляет пересчёт этого массива в данные для синтеза имитируемого отражённого сигнала;
) сеанс тестовой съёмки с такими же исходными данными запускается на БРЛК повторно, и на вход его приёмника подаётся синтезированный отражённый сигнал от УИРС с задержкой, рассчитанной в соответствии с данными моделируемой траектории носителя и циклограммой сеанса съёмки (приём в паузах передачи).
Управление режимами работы УИРС, формированием данных и анализом тестовых РЛИ осуществляется оператором средствами автоматизированного рабочего места (АРМ). Рассмотрим процесс реализации первой функции - формирования ЗИ.
Синтез сигналов осуществляется на промежуточной частоте 625 МГц с помощью генератора сигналов произвольной формы и, при необходимости, переносится на несущую частоту с помощью повышающего конвертора. Частоты дискретизации 2,5 ГГц достаточно для формирования сигналов с шириной полосы 500 МГц. Синтезированный испытательный сигнал подаётся на проверяемый фрагмент БРЛК.
Синхронизация запуска зондирующего импульса может осуществляться стробирующимсигналом как от испытываемой аппаратуры, так и от УИРС.
Испытаниям РСА должен предшествовать самоконтроль УИРС. Для этого выход генератора сигналов произвольной формы подключается к входу цифрового осциллографа и запускается сеанс формирования зондирующего сигнала, что является имитацией съёмки одиночной точечной цели. Оцифрованный сигнал промежуточной частоты программно преобразуется в форму матрицы комплексных отсчётов цифровой радиоголограммы (ЦРГ). Выполняется корреляционное сжатие полученной матрицы ЦРГ с двумерной опорной функцией для получения радиолокационного изображения имитированной ОТЦ, называемого функцией отклика (ФО). Соответствие полученной ФО расчетному виду является признаком качества генерации и приема тестового сигнала.
1.4.3Программное формирование исходных данных для синтеза сигналов произвольной формы
Для формирования массивов 14-разрядных двоичных отсчётов синтезируемых тестовых сигналов разработано программное обеспечение в пакете Matlab.
Загрузка массива в память генератора до начала сеанса измерений, а затем загрузка в реальном времени сценариев воспроизведения следующих фрагментов сигнала осуществляется программным драйвером генератора к пакет?/p>