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基于虚拟仪器的雷达信号模拟软件的设计与实现

雷宇  
【摘要】:随着雷达技术水平不断提高,雷达性能和指标的测试也变得越来越复杂,因此,在现代雷达的研制和调试过程中广泛使用雷达信号模拟器。通用雷达信号模拟器是由雷达信号模拟软件和仪器仪表组成,它充分利用了强大的虚拟仪器技术,具有经济实用、信号形式多样、波形参数可设等优点。由于通用雷达信号模拟器中使用的仪器仪表容易获取,因此,研发一种通用性好、集成度高和扩展性强的雷达信号模拟软件具有重要的现实意义。本文首先深入讨论了雷达信号模拟软件的需求分析,提出了基于虚拟仪器开发具有模拟雷达发射信号与回波信号的雷达信号模拟软件的总体设计方案,并采用结构化的思想对雷达信号模拟软件进行了自顶向下的模块划分,且讨论了各个模块之间的相互关系。其次,说明了雷达信号模拟软件的各组成模块的详细功能,其中,显示模块用于完成人机交互和对其他模块的控制,信号模拟模块用于模拟需要的雷达信号,接口模块用于软件与外界进行通信。接着,详细地阐述了包括多种雷达发射信号模型、天线模型、目标模型、杂波模型、干扰模型和噪声模型在内的雷达信号模型。然后,具体地讨论了基于LabWindows/CVI平台的雷达信号模拟软件的设计与实现,并详细地介绍了信号模拟模块、接口模块、显示模块等三大模块的设计与实现,其中,信号模拟模块包括信号样式、IQ设置、天线设置、目标设置、杂波模拟、干扰模拟和噪声模拟等七个子模块,接口模块包括LAN/GPIB接口和数据文件接口等两个子模块。最后,介绍了雷达信号模拟软件的整个测试系统、测试原理和测试流程,并通过四个典型的测试用例测试了雷达信号模拟软件的多种复杂发射信号模型、天线方向图模型、天线运动模型、目标模型、杂波统计模型等模块,从而证明了雷达信号模拟软件的正确性和可靠性。与同类信号模拟软件相比,本雷达信号模拟软件实现了对多种复杂雷达发射信号和雷达回波信号的模拟功能,具有操作简单、误差小、精度高、易于功能扩展和软件升级等优点,可与多种仪器仪表组合成通用雷达信号模拟器,广泛地应用于雷达测试领域。


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