发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的相控阵体制系统在进行功能和测角性能时，需要专门的外场试验场地，不仅成本高昂，而且易受环境干扰，影响测角精度和系统主要性能指标检测，为解决该问题，本发明提供一种动态目标模拟器及相控阵体制系统，通过动态目标模拟器可模拟相控阵体制的一个目标信号，实现在室内环境下通过有线联试完成对相控阵系统的测试和调试工作。

本发明通过下述技术方案实现：

本方案提供一种动态目标模拟器，包括：方位模拟单元、幅相校准源、信号处理接口单元、数字接收机、射频开关矩阵和控制中心；

控制中心根据待模拟目标信息生成控制指令，并将控制指令发送给信号处理接口单元；

信号处理接口单元根据控制指令调节方位模拟单元的运行参数、幅相校准源的运行参数、射频开关矩阵的运行参数和数字接收机的运行参数；

所述幅相校准源发出的信号先经过方位模拟单元的移相衰减处理，再经过射频开关矩阵的处理后输出模拟射频信号；

模拟射频信号通过待测设备后被数字接收机接收，数字接收机对接收到的模拟射频信号进行可视化处理后发送给信号处理接口单元，经由信号处理接口单元送往控制中心进行显示。

本方案工作原理：在现有技术条件下，验证相控阵体制系统的功能和测角性能主要通过在外场架设无线联试系统进行调试和测试，这种方法需要专门的外场试验场地，不仅成本高昂，而且易受环境干扰，影响测角精度和系统主要性能指标检测。本方案设计的一种动态目标模拟器，通过控制目标模拟器内部幅相校准源或外部应答信号的幅度、相位等参数，在一定方位范围内，模拟来自不同方位、不同距离的目标射频信号，并通过测试软件对数据进行处理和分析，实现在实验室环境下对相控阵系统测角性能的测试和验证工作。

所述信号处理接口单元主要由DSP芯片、FPGA芯片、FLASH、RAM、驱动芯片等组成。其中DSP选用TI公司的TMS320C2812芯片，该系列DSP集微控制器和高性能DSP的特点于一身，具有强大的控制和信号处理能力，能够实现复杂的控制算法。

FPGA选用XILINX公司的XC4VLX40芯片，该芯片整合了20万个逻辑单元、18432个SLICE、288Kb的分布式RAM容量、1728Kb的块RAM容量及500MHz的性能和特性，适合对逻辑门要求高的设计应用。

进一步优化方案为，所述待模拟目标信息包括：静态目标的方位和频率信息，或动态目标的方位和频率信息；

所述静态目标为±60°范围内方位精度达0.1°的目标；

所述动态目标为±60°范围内具有步进动态移动的目标。动态目标的方位可持续变化，实现对动态目标的模拟功能。

进一步优化方案为，还包括机箱，所述机箱为铝合金材质，所述方位模拟单元、幅相校准源、信号处理接口单元、数字接收机、射频开关矩阵和控制中心均装设在机箱内，机箱外设多个接口，包括：电源接口、RS232串行接口、VGA接口、操作接口、USB接口和LAN接口。

机箱为目标模拟器内部设备提供安装的空间和支架，避免内部设备遭受物理损伤。同时铝合金材质的机箱还能屏蔽电磁辐射，防止内部电磁辐射影响用户健康，以及防止外部电磁辐射对内部板卡和电子元器件的干扰。

进一步优化方案为，所述方位模拟单元的运行参数包括：方位模拟单元各个通道的相位和幅度；

所述幅相校准源的运行参数包括：幅相校准源发出信号的频率；

进一步优化方案为，所述可视化处理具体包括：

数字接收机接收到模拟射频信号后，获取模拟射频信号的幅度和相位信息，并将模拟射频信号的幅度和相位信息发送给信号处理接口单元进行显示。数字接收机对外部输入信号进行处理，输出信号的幅度、相位等信息。

进一步优化方案为，还包括电源单元，所述电源单元将从电源接口输入的220V市电先经过EMI电磁兼容滤波，再进行整流滤波后转换成高压直流电源为动态目标模拟器供电。

进一步优化方案为，所述方位模拟单元包括m路通道，所述幅相校准源发出的信号经过方位模拟单元等分成n路并对每路信号的幅度和相位进行移相衰减处理后输出n路模拟射频信号。

进一步优化方案为，n≥8，且m≥n。

幅相校准源发出的信号经过方位模拟单元等分成8路，所述方位模拟单元分别对每路信号进行移相衰减处理后，经射频开关矩阵从目标模拟器IO1～IO8端口输出；

所述射频开关矩阵可单独控制K1～K8开关，控制每路信号选择从∑通道、△通道或IO端口输出，可通过控制K9开关，控制由福相校准源输入的基准源信号从△通道输出或接负载。

数字接收机对接收到的模拟射频信号(即∑、△两路接收通道信号)的幅度、相位信息发送给信号处理单元，并经由信号处理接口单元送往控制中心显示。

进一步优化方案为，所述幅相校准源由频率源、程控衰减器、放大器组成；信号处理接口单元通过数字板对频率源进行控制产生频率可控的连续波信号并功分为两路：a路输出到数字接收机作为本振信号；b路通过程控衰减器输出并再次功分为两路：b1路作为基准源输出到射频开关矩阵用于目标模拟器内部校准，b2路输出到方位模拟单元模拟目标信号。

本发明还提供一种相控阵体制系统，包括上述的动态目标模拟器，所述动态目标模拟器用于模拟来自不同方位、不同距离的目标射频信号，并对测试数据进行收集和展示。

所述的信号处理接口单元是动态目标模拟器的核心模块，用户通过控制中心(运行于计算机的测试软件)，设置待模拟目标的方位和频率信息；控制中心(计算机)生成控制指令通过内部接口将控制指令送往信号处理接口单元。

信号处理接口单元控制方位模拟单元中各通道的相位和幅度、控制所述幅相校准源的频率、控制所述射频开关矩阵和所述数字接收机等内部单元和外部待测设备的工作状态。幅相校准源信号经过方位模拟单元、射频开关矩阵，模拟输出来自不同方位的射频信号，通过被测试设备后，由外部端口输入到所述的数字接收机和所述的信号处理接口单元，经过信号处理后得到模拟信号的幅度、相位等信息，并送计算机显示。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种动态目标模拟器及相控阵体制系统，能够模拟一个具有一定方向的应答信号，通过室内有线联试，无需搭建外场无线联试系统即可完成对相控阵体制系统的功能和测角性能测试。

2、本发明一种动态目标模拟器及相控阵体制系统，这种方式成本低，效率高，对场地无特殊要求，且产生的模拟目标方位更精确，信号更加稳定，受环境干扰影响小，从而大大提高了相控阵体制系统功能和测角性能的测试结果准确性。