Полунатурное моделирование широкополосных радиолокационных сигналов для испытаний радиолокаторов с синтезированной апертурой
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
Выпускная работа
Полунатурное моделирование широкополосных радиолокационных сигналов для испытаний радиолокаторов с синтезированной апертурой
Введение
Актуальность задачи
Достоверность оценки параметров космического радиолокатора с синтезированной апертурой (РСА) при наземных испытаниях и получаемых впоследствии с его помощью данных дистанционного зондирования Земли в значительной мере зависит от структуры, качества и продуманности технических решений системы наземной отработки. Необходимость разработки методик, позволяющих провести наземные проверки сквозных характеристик космических локаторов, связана как со сложностью радиолокационного комплекса (РЛК), так и с тем, что отечественные РСА создаются на новой элементной базе после многолетнего перерыва, что не даёт возможности использовать имевшиеся заделы и методики испытаний.
Одна из основных проблем - создание контрольно-проверочной аппаратуры (КПА) для испытаний РСА. Для проверки приемного тракта обычно разрабатывают генератор сигналов. При испытаниях РСА и его подсистем на соответствие системному критерию требуется сформировать зондирующий сигнал, соответствующий применяемому в испытываемом радиолокаторе.
Благодаря прогрессу в развитии мировой микроэлектронной техники и элементной базы можно создавать наземные испытательные системы на базе серийных АЦП и ЦАП с частотами дискретизации 2.5 ГГц и выше для регистрации и синтеза широкополосных радиолокационных сигналов с малыми потерями информации. В настоящее время имеются многопроцессорные системы для синтеза произвольных эхо-сигналов в режиме реального времени для наземных испытаний РСА среднего разрешения [1].
Практическая ценность работы
В формировании радиолокационных изображений (РЛИ) как при съёмке с орбиты, так и при наземных испытаниях задействован ряд систем и процессов [2]: бортовой радиолокационный комплекс (БРЛК), наземная или бортовая система синтеза и вторичной обработки сигналов, движение носителя по орбите, распространение и отражение сигналов. Так как последние два процесса при наземных испытаниях не могут быть воспроизведены натурным способом, то требуется создавать аппаратно-программные средства для их замещения - стенды полунатурного моделирования (ПНМ). Такие стенды должны содержать и средства для замещения отсутствующих элементов РЛК, если его испытания планируется проводить не в полной конфигурации.
Стенды ПНМ для наземных испытаний космического РЛК в полной или неполных конфигурациях должны выполнять следующие функции:
) приём и запись зондирующего сигнала (ЗС) от испытываемой аппаратуры;
) формирование ЗС собственными средствами;
) имитация эхо-сигнала;
) воспроизведение синтезированного эхо-сигнала и подача на вход приёмника испытываемой аппаратуры;
) обработка цифровых данных эхо-сигнала и синтез РЛИ собственными средствами;
) анализ РЛИ по критериям качества.
Значительно расширить возможности стенда ПНМ по имитации испытательных воздействий может позволить устройство цифровой имитации и регистрации сигналов (УИРС), взаимодействующее с компьютерной системой формирования исходных данных (СФИД). Такой аппаратно-программный комплекс позволит преобразовывать зондирующий сигнал от испытываемого БРЛК на наземных испытаниях в массив цифровой информации расчётного вида для имитации ОС и, тем самым, формировать требуемое испытательное воздействие на РСА произвольного вида в соответствии с проверяемым режимом съёмки для проведения отработки задолго до первых полётов и съёмок полигона.
Одним из основных видов испытаний РСА является съёмка одиночной точечной цели (ОТЦ) или её аппаратная имитация при наземных испытаниях и построение радиолокационного изображения (РЛИ), называемого функцией отклика (ФО). Видом главного лепестка и боковых лепестков ФО определяется качество РЛИ и потенциальные сквозные характеристики РСА - пространственная и радиометричская разрешающая способность, радиометричская чувствительность, динамический диапазон [3].
Наземные испытания РСА по критерию качества ФО могут проводиться не только в полной конфигурации, но и на его составных частях. Для независимых испытаний приёмного или передающего тракта радиолокатора ответная часть заменяется аппаратурой из состава испытательного стенда - генератором образцового зондирующего сигнала и образцовым приёмником, которые по своим характеристикам должны заведомо превосходить испытываемую аппаратуру. Для решения этих задач разрабатывается устройство имитации и регистрации сигналов (УИРС), содержащее высокоскоростные модули АЦП и ЦАП.
В настоящее время изготовлены несколько типов приёмо-передающих модулей и излучателей АФАР. Имеется предложение по импорту приёмо-передающих модулей французского производства. Для того, чтобы сделать правильный выбор, необходимо провести испытания с использованием реального широкополосного зондирующего сигнала. Так как имеющиеся в настоящее время на отечественном и зарубежном рынке генераторы сигналов произвольной формы не имеют функции генерации сигналов, модулированных М-последовательностью, создание программы, пригодной для управления такими генераторами для получения зондирующих сигналов с требуемым видом модуляции, является актуальной и практически востребован