外差干涉信号模拟系统的制作方法

技术特征：
1.一种外差干涉信号模拟系统，其特征在于，包括用于控制并产生外差干涉信号模拟系统的工作信号的控制单元、用于提供所述控制单元的时钟数据和所述数模转换单元的采样时钟的时钟管理单元、用于信号采样并将数字信号转化为模拟信号的数模转换单元；所述控制单元包括通讯模块、测距通讯模块、频率偏移模块、至少一个拍频信号模块、噪声生成模块和信号耦合模块；其中，所述通讯模块用于完成与pc端的通讯，完成与所述拍频信号模块、所述频率偏移模块、所述测距通讯模块、所述噪声生成模块、所述信号耦合模块之间的指令与参数的传递；所述测距通讯模块用于模拟直接序列扩频通讯信号；所述拍频信号模块用于生成至少一个拍频信号，当生成的拍频信号大于一个时，分为主拍频信号和边拍频信号，且幅度、频率均可调节；所述频率偏移模块用于生成模拟空间多普勒频移效应信号；所述噪声生成模块用于生成相位噪声信号和加性噪声信号；所述信号耦合模块用于将所述拍频信号模块生成的拍频信号、噪声模块生成的加性噪声信号耦合成为输出信号传送至所述数模转换单元进行数模转换；所述外差干涉信号模拟系统通过所述pc端设置需生成模拟信号的参数、指令来设置外差干涉信号模拟系统不同的工作模式；不同的工作模式对应生成不同的外差干涉信号，分别为包含主拍频、边拍频、多普勒频移、测距通讯以及噪声的科学读出测试模式；包含主拍频、多普勒频移的相位读出测试模式；包含主拍频、边拍频、多普勒频移的频率捕获测试模式；包含主拍频、多普勒频移、测距通讯的测距通讯测试模式。2.根据权利要求1所述的外差干涉信号模拟系统，其特征在于，所述拍频信号模块还包括直接数字合成器和乘法器，所述直接数字合成器生成不大于16位幅值的拍频信号，所述乘法器位于所述直接数字合成器的输出位置，根据所述pc端设置的指令进行多个拍频信号的幅度调整。3.根据权利要求2所述的外差干涉信号模拟系统，其特征在于，所述频率偏移模块产生控制频率偏移的不大于48位的相位增量，对所述拍频信号模块进行同步的频率移动，根据所述pc端设置的指令控制所述频率偏移模块启停、移动范围以及移动速率。4.根据权利要求1所述的外差干涉信号模拟系统，其特征在于，所述噪声生成模块还包括线性位移寄存器，所述线性位移寄存器生成均匀分布的随机噪声，根据所述pc端设置的指令调用所述随机噪声。5.根据权利要求4所述的外差干涉信号模拟系统，其特征在于，所述测距通讯模块还包括存储器，所述存储器中存储多组、多种类伪随机噪声码的查找表，根据pc端设置的指令调用相应的查找表来调用所存储的伪随机噪声码。6.根据权利要求5所述的外差干涉信号模拟系统，其特征在于，所述测距通讯模块将调用的伪随机噪声码与所述pc输入的数据信息进行异或运算生成测距通讯编码后，采用二进制相移键控方式调制所述拍频信号的相位，根据所述pc端设置的指令控制启停、相位偏移量大小、测距通讯编码的速率。7.根据权利要求2所述的外差干涉信号模拟系统，其特征在于，所述直接数字合成器生成的所述拍频信号的相位增量为：
其中，f
clk
为时钟管理单元输入的时钟，f
out
为输出频率，δθ为相位增量，b为相位宽度；所述拍频信号的相位偏移量为：其中，为需要的相位偏移弧度，θ
poff
为输入系统的相位偏移；所述拍频信号的模型为：其中，ω
het
是经过所述频率偏移模块的主拍频频率，ω
sb1
和ω
sb2
是经过所述频率偏移模块的两个边拍频频率；和分别表示主拍频、两个边拍频的相位；m
prn
表示应用于测距和数据通信的调制指数；c
n
是具有 1或0值的二进制伪随机噪声码数据编码序列，其脉冲形状由周期1/t
c
的p(t)给出；a
main
是主拍频的幅度，a
sb1
、a
sb2
是两个边拍频的幅度；n
p
(t)、n
p1
(t)、n
p2
(t)为相位噪声，n(t)为加性噪声。8.根据权利要求1所述的外差干涉信号模拟系统，其特征在于，所述控制单元为fpga芯片。9.根据权利要求1所述的外差干涉信号模拟系统，其特征在于，还包括电平转换模块，所述控制单元生成所述模拟信号后通过所述电平转换模块与所述数模转换单元进行数据传输。

技术总结
本发明提供一种外差干涉信号模拟系统，包括控制单元、时钟管理单元、数模转换单元；控制单元用于控制并产生外差干涉信号模拟系统的工作信号，时钟管理单元用于提供控制单元的时钟数据和数模转换单元的采样时钟；数模转换单元用于信号采样并将数字信号转化为模拟信号。本发明提供一种外差干涉信号模拟系统能够模拟多种类、高复杂度星间激光外差干涉信号，实现多种类噪声与干涉信号的任意复杂耦合，解决目前光机物理测试环境以及商用信号模拟器不能满足复杂星间激光外差干涉信号处理系统性能检测的问题。能检测的问题。能检测的问题。


技术研发人员：于涛 韩爽 王智 隋延林 陈泳锟
受保护的技术使用者：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
技术研发日：2021.08.04
技术公布日：2021/11/4