應(yīng)用虛擬儀器對雷達(dá)信號系統(tǒng)模擬

　1 引言

傳統(tǒng)的雷達(dá)發(fā)射機(jī)，采用專用的信號發(fā)生模塊，無法任意的設(shè)置波形形式、參數(shù)，信號中心頻率，信號功率等。在一定程度上限制了應(yīng)用范圍。尤其在雷達(dá)的預(yù)研和新技術(shù)的探索階段，要對各種雷達(dá)信號進(jìn)行實驗或評估，如果為每種雷達(dá)信號設(shè)計專用的信號發(fā)生模塊，將極大的耗費(fèi)成本。如果使用虛擬儀器技術(shù)，集成高性能的商用測試儀器[1]，通過編程設(shè)計系統(tǒng)的功能，可以有效模擬多種雷達(dá)信號，并以較大的靈活性對雷達(dá)信號的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，克服通用性差的問題，滿足多種多樣的應(yīng)用要求。

　　2 雷達(dá)信號發(fā)生系統(tǒng)

　　雷達(dá)信號產(chǎn)生原理方框圖如圖1所示，基帶信號發(fā)生模塊利用D/A變換，將數(shù)字存儲波形轉(zhuǎn)換為I/Q兩路基帶模擬信號輸出。I/Q調(diào)制模塊對I/Q兩路信號進(jìn)行正交載波的調(diào)制，將信號中心頻率搬移到射頻或微波頻段，系統(tǒng)最后的輸出就是所需的雷達(dá)信號。

圖1. 雷達(dá)信號產(chǎn)生原理圖

　　3 基于虛擬儀器的雷達(dá)信號模擬系統(tǒng)

　　在雷達(dá)新體制的預(yù)研論證階段，利用基于虛擬儀器的雷達(dá)信號發(fā)生系統(tǒng)，可以滿足應(yīng)用需求。利用任意波形發(fā)生器、矢量信號源以及脈沖信號源作為硬件平臺，在Agilent VEE下開發(fā)虛擬儀器軟件進(jìn)行控制，實現(xiàn)了通用雷達(dá)信號發(fā)生系統(tǒng)的模擬。

　　3.1 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖2 所示，下面介紹各模塊的功能。

圖2. 儀器的硬件連接

　　3.1.1 任意波形發(fā)生器

　　任意波形發(fā)生器通過數(shù)字存儲，數(shù)模轉(zhuǎn)換的功能完成基帶或中頻模擬IQ信號的輸出。通過軟件控制，任意波形發(fā)生器模擬基帶模擬信號發(fā)生模塊，實現(xiàn)如下功能：

　　1. 對脈沖波形的輸出進(jìn)行回放控制，實現(xiàn)單脈沖波形或脈沖波形序列的輸出。

　　2. 并可以設(shè)置脈沖時間的寬度，脈沖內(nèi)的波形參數(shù)（如頻率或帶寬等）。

　　3. 脈沖時間寬度，重采樣速率可以通過軟件進(jìn)行設(shè)置。

　　3.1.2 矢量信號源

　　矢量信號源輸入I/Q信號完成正交調(diào)制，上變頻的功能。通過遠(yuǎn)程控制實現(xiàn)如下功能：

　　1. 可以調(diào)節(jié)輸出雷達(dá)信號中心頻率以及輸出功率的大小。

　　2. 可以調(diào)節(jié)I/Q兩支路的幅度和相位平衡。