一种基于软件无线电的机载气象雷达回波模拟装置的制作方法

1.本发明涉及气象雷达目标模拟器领域，特别是涉及一种基于软件无线电的机载气象雷达回波模拟装置。


背景技术：

2.气象雷达目标模拟器是一款针对气象雷达收发机研发的专用测试仪器。它能够精准测量发射机的输出功率、频率、prf信号等，同时能够产生供接收机测试需要的回波信号、中频信号等。
3.民机机载气象雷达部件由霍尼韦尔与柯林斯供应。机载气象雷达部件部件维修测试需要模拟的气象回波信号主要有气象回波、湍流回波、风切变回波，回波模拟装置由艾法斯提供，目前该类回波模拟装置对国内禁运，该类回波模拟装置在产生湍流回波、风切变回波时需要外接激励源。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于软件无线电的机载气象雷达回波模拟装置，单台设备可实现气象回波、湍流回波、风切变回波信号的模拟器，通过雷达部件的发射脉冲经经环形组件和检波器后至ad采集，实现雷达发射脉冲功率的测量及射频输出的同步触发，ad采集的雷达部件发射脉冲经过da输出，且矢量信号收发仪实现脉冲基带信号(气象回波、湍流回波、风切变回波)的生成。
5.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于软件无线电的机载气象雷达回波模拟装置，包括机箱，所述机箱的内部设置有控制器模块、矢量信号收发仪、上变频器模块、ad/da卡模块模块、射频组件模块和前面板接口模块；
6.所述上变频器中包括射频输出组件、参考输出组件和中频输入组件；
7.所述收发仪中设置有射频射出组件；所述ad/da卡模块中包括ad采集卡模块和da输出卡模块；
8.所述射频组件中设置有检波器、环形器组件和定向耦合器，所述环形器组件的一端与检波器连通，所述环形器组件与定向耦合器互通，所述定向耦合器的一端与外接频谱仪连通。
9.作为本发明的一种优选技术方案，所述检波器的一端与ad采集卡模块电性连接。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述da输出卡的一端通过检波输出与外接示波器电性连接。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述矢量信号收发仪实现脉冲基带信号的生成，且所述脉冲基带信号包括气象回波、湍流回波和风切变回波。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述上变频器接收雷达部件的输出本振信号，实现倍频输出，其中霍尼韦尔气象雷达部件输出本振78.6616mhz，柯林斯气象雷达部件输出本振为152.777mhz，雷达部件输出本振按部件内部设置随机跳变，霍尼韦尔倍频倍数为
118.8，柯林斯倍频倍数为61.0909。
13.与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：
14.1、本发明，提供一种基于软件无线电的机载气象雷达回波模拟装置，单台设备可实现气象回波、湍流回波、风切变回波信号的模拟器，通过雷达部件的发射脉冲经经环形组件和检波器后至ad采集，实现雷达发射脉冲功率的测量及射频输出的同步触发，ad采集的雷达部件发射脉冲经过da输出，且矢量信号收发仪实现脉冲基带信号(气象回波、湍流回波、风切变回波)的生成。
15.2、本发明中，通过雷达部件的发射脉冲经射频输入/输出口，由定向耦合器至耦合输出，耦合输出可外接至频谱仪，用于发射频谱的监测；经环形组件和检波器后至ad采集，ad实现雷达发射脉冲功率的测量及射频输出的同步触发，同步触发采用pxi总线触发，具有时延小的特点。
附图说明
16.图1为本发明的连接框图；
17.图2为本发明的仿真原理图；
18.图3为本发明的风切变中频信号模拟原理图。
19.其中：1、机箱；2、控制器模块；3、矢量信号收发仪；31、射频射出组件；32、4、上变频器模块；41、射频输出组件；42、参考输出组件；43、中频输入组件；5、ad/da卡模块；51、ad采集卡模块；52、da输出卡模块；6、射频组件模块；61、检波器；62、环形器组件；63、定向耦合器；7、前面板接口模块。
具体实施方式
20.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
21.实施例一:
22.如图1所示，本发明提供一种基于软件无线电的机载气象雷达回波模拟装置，包括机箱1，机箱1的内部设置有控制器模块2、矢量信号收发仪3、上变频器模块4、ad/da卡模块模块5、射频组件模块6和前面板接口模块7；上变频器4中包括射频输出组件41、参考输出组件42和中频输入组件43；收发仪3中设置有射频射出组件31；ad/da卡模块中包括ad采集卡模块和da输出卡模块；雷达部件的输出本振按照内部设置随机跳变，
23.射频组件6中设置有检波器61、环形器组件62和定向耦合器63，环形器组件62的一端与检波器61连通，环形器组件62与定向耦合器63互通，定向耦合器63的一端与外接频谱仪连通；用于发射频谱的监测；经环形组件62和检波器61后至ad采集，ad采集卡模块实现雷达发射脉冲功率的测量及射频输出的同步触发，同步触发采用pxi总线触发，具有时延小的特点。
24.在其他实施例中，检波器61的一端与ad采集卡模块电性连接；ad采集卡模块的雷
达部件发射脉冲经过da输出，经检波输出接口，可由外部示波器进行观测，矢量信号收发仪实现脉冲基带信号(气象回波、湍流回波、风切变回波)的生成。
25.在其他实施例中，da输出卡的一端通过检波输出与外接示波器电性连接。
26.在其他实施例中，矢量信号收发仪3实现脉冲基带信号的生成，且脉冲基带信号包括气象回波、湍流回波和风切变回波。
27.在其他实施例中，上变频器4接收雷达部件的输出本振信号，实现倍频输出，其中霍尼韦尔气象雷达部件输出本振78.6616mhz，柯林斯气象雷达部件输出本振为152.777mhz，雷达部件输出本振按部件内部设置随机跳变，霍尼韦尔倍频倍数为118.8，柯林斯倍频倍数为61.0909。
28.实施例二：
29.如图2所示，本发明的仿真原理如下，气象回波模拟：通过调整基带脉冲的延时时间，模拟回波的目标距离，调整脉冲基带脉宽来模拟气象目标的宽度，调整输出功率来模拟回波的强弱。
30.湍流气象回波模拟：通过调整基带脉冲的延时时间，模拟回波的目标距离，调整脉冲基带脉宽来模拟气象目标的宽度，调整输出功率来模拟回波的强弱，在基带信号叠加多普勒频移实现湍流信号。湍流的有无或强弱通过改变频移的大小来模拟。
31.风切变回波模拟：如图3为风切变中频信号模拟原理，通过64组频率偏移模拟风速变化，实现风切变回波的模拟。
32.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
33.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。