1 回波信号理论分析

　　按照设计要求，该模拟器需要模拟脉冲单频、脉冲线性调频、步进频、步进频+线性调频共四种波形的信号。其中，步进频又包括顺序步进频和随机步进频两种类型。这些波形的雷达回波信号，均可以统一表示为式（1）的形式：

　　式中：c为光速；N为相参帧的脉冲总个数；i表示相参帧内的第几个脉冲；To为脉冲宽度；Tr为脉冲周期；fc为相参帧内首脉冲的载频；△f为脉冲间最小步进频差；bi△f为第i个脉冲在初始载频基础上的频率变化（仅适用于脉间频率捷变波形，非脉间捷变波形则bi=0）；k为线性调频波形时的脉内调频变化率（非脉内线性调频则k=0）；Ro为目标当前距离；v为目标当前速度。

　　由以上分析可知，无论上述何种波形，均可根据式（1）计算脉冲的延时、每个脉冲的脉内初相、以及每个脉冲的载频等参数，并对这些参数在与产品同步的基础上予以实时控制来进行模拟实现。根据发射波形，还要决定是否添加脉内频率线性调制。

　　2 回波模拟器系统设计

　　根据系统需求和前述雷达回波信号理论分析，该中频雷达回波模拟器（以下简称模拟器）采用了如图1所示的系统实现方案。

　　该模拟器通过单片机（AVR8515）与上位机进行异步串行通信，单片机完成通信协议的解包、打包等过程，接收上位机中用户设定的目标和干扰参数，发送模拟器的实时模拟状态信息给上位机。系统以DSP（ADSP-21060）作为脉冲参数的实时计算单元，单片机与DSP问通过双口RAM进行信息交换。DSP得到两个目标的模拟参数后，根据参数变化的时间节拍，计算一个相参帧两目标的各脉冲的初相、载频、脉冲延时等参数，并写给双口RAM。系统以FPGA（XC2V3000）作为信号处理与控制单元，FPGA读取后，在产品提供的处理帧同步信号和同步调制脉冲控制下，结合产品串口传过来的波形类型的信息（如：脉内单频还是线性调频），形成两个目标的延时脉冲，并控制两个目标各自的DDS（AD9858）信号产生单元，产生出两个目标信号。带限的高斯白噪声的数字正交基带也由 FPGA产生，并同步AD9957的数字正交上变频功能将基带调制到所需的中心频上。目标1、目标2和噪声信号的合成由模拟电路实现，并实现一定的功率控制，最后输出所需的中频雷达回波信号。模拟器系统各单元时钟的相参性至关重要，由专用时钟管理芯片（AD9510）产生 FPGA，AD9858，AD9957的工作时钟。大电流电感

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