[0001] 本实用新型涉及雷达仿真技术领域，特别是涉及一种非接触式多普勒雷达仿真系统。

[0002] 多普勒雷达是速度测量装备，具有测速精度高，误差稳定、不易被外界环境干扰的特点，可用于载体速度测量和飞行器导航。基于多普勒雷达的工作特性，在工程实践和实际应用过程中，还存在影响雷达工作性能的诸多因素，其包括雷达微波源精度、跟踪器精度、地形地貌偏差、飞行姿态和飞行高度等，因此，多普勒雷达具有非常广泛的应用。

[0003] 在之前的研究中，已经实现了雷达功能性能验证的测试仿真设备，通过半实物仿真，模拟雷达真实工作状态，并针对雷达不同的误差影响因素设计相应的仿真测试用例，根据仿真结果进行误差影响分析，可在雷达设计、验证和试验各个阶段实现对多普勒雷达测试验证，是设计非接触式多普勒雷达仿真系统的目的。比如公开号为：“CN109444833A”一种非接触式多普勒雷达仿真系统，包括天线耦合器、上下变频单元、信号处理单元和综合显示控制单元：所述上下变频单元分别与天线耦合器和信号处理单元双向连接，用于将天线耦合器采集的雷达发射信号下变频成中频信号，送至信号处理单元，并接收来自信号处理单元的中频信号，上变频成射频信号，送至天线耦合器，反馈给多普勒雷达；所述综合显示控制单元，用于根据仿真和测试要求，生成仿真参数和控制信息，并将仿真参数和控制信息分别传输给天线耦合器、上线变频单元和信号处理单元，实现对仿真系统的控制和监视。

[0004] 在上述公开的文献中，以上变频为例，上变频采用上变频器和程控衰减器组合来进行上变频，且一般情况下，至少需要经过两次变频以达到设定的要求，但是，采用上变频器和程控衰减器组合时，其变频精度比较粗略，不能实现精确的控制，且在进行射频信号处理时，存在射频信号功率消耗。实用新型内容

[0005] 有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种非接触式多普勒雷达仿真系统。

[0006] 本申请采用的技术方案如下：

[0007] 一种非接触式多普勒雷达仿真系统，包括：

[0008] 天线耦合器，用于接收多普勒雷达发射的射频信号；

[0009] 动态变频模块，连接所述天线耦合器，用于根据在信号处理时对数字采样所需的基准频率的第一预估来按照第一设定规则执行第一闭合环路以对射频信号进行变频处理，得到第一基准频谱信号；

[0010] 处理模块，连接所述动态变频模块和天线耦合器，用于对基准频谱信号进行数字采样，得到采样信号，将所述采样信号按照仿真所需的基准频率的第二预估来按照第二设定规则执行第二闭合环路以对第一基准频谱信号进行变频处理，生成满足仿真需求的第二基准频谱信号；

[0011] 仿真模型，连接所述处理模块，用于根据第二基准频谱信号进行数字调制，生成调制频谱信号；

[0012] 转换模块，连接所述仿真模型和所述动态变频模块，用于将所述调制频谱信号经过DA转换后再经过所述动态变频模块按照第三设定规则进行变频处理，得到预发射频谱信号；

[0013] 补偿模块，连接所述转换模块，用于根据所述预发射频谱信号从仿真模型至天线耦合器再由天线耦合器将预发射频谱信号发射给多普勒雷达过程中所述预发射频谱信号所产生的功率消耗的第四预估来对所述预发射频谱信号进行功率补偿，得到预发射射频信号；

[0014] 将得到的预发射射频信号从天线耦合器发送至多普勒雷达。

[0015] 进一步地，所述动态变频模块包括：

[0016] 第一变频矩阵；

[0017] 逻辑控制单元；

[0018] 第一预估模型；

[0019] 第一闭合环路；

[0020] 第一存储单元，所述第一存储单元用于存储第一设定规则和第二设定规则；

[0021] 所述天线耦合器将射频信号发送至所述第一预估模型以射频信号为基础根据在信号处理时对数字采样所需的基准频率形成第一预估，并将所述第一预估发送至所述逻辑控制单元；

[0022] 所述逻辑控制单元以所述第一预估并加载第一存储单元中的第一设定规则并通过执行第一闭合回路控制第一变频矩阵中的多个变频单元进行组合以完成多次设定增量的上变频以达到数字采样所需的基准频率，得到第一基准频谱信号。

[0023] 进一步地，所述第一变频矩阵包括：

[0024] 由多个下变频器组成的第一矩阵组合；

[0025] 由多个上变频器组成的第二矩阵组合；

[0026] 配置在第一矩阵组合中的用于设定下变频器基准频率系数的第一配置单元；

[0027] 配置在第二矩阵组合中的用于设定上变频器基准频率系数的第二配置单元；

[0028] 第一配置逻辑执行单元，连接所述逻辑控制单元和第一配置单元和第二配置单元，用于设定下变频器或上变频器的基准频率系数。

[0029] 进一步地，在第一矩阵组合中，多个下变频器之间为串联，且下变频器之间分别设置有下变频开关；

[0030] 在第二矩阵组合中，多个上变频器之间为串联，且下变频器之间分别设置有上变频开关。

[0031] 进一步地，所述处理模块包括：

[0032] 第一链入单元；

[0033] 第二闭合环路；

[0034] 采样单元，用于对基准频谱信号进行数字采样，得到采样信号；

[0035] 第二预估模型，用于将所述采样信号按照仿真所需的基准频率进行第二预估；

[0036] 处理单元，通过所述第一链入单元连接至所述动态变频模块，通过加载设置在所述动态变频模块中的第一变频矩阵和设置在第一存储单元中的第二设定规则，并执行第二闭合环路以对第一基准频谱信号进行变频处理，生成满足仿真需求的第二基准频谱信号。

[0037] 进一步地，所述转换模块包括：

[0038] DA转换单元；

[0039] 第三闭合环路；

[0040] 第二存储单元；用于存储第三设定规则；

[0041] 第二变频矩阵，所述第二变频矩阵是由多个上变频器组成的第三矩阵组合；所述DA转换单元用于将所述调制频谱信号经过DA转换后再经第三设定规则执行第三闭合环路来对经过DA转换后的所述调制频谱信号进行变频处理，得到预发射频谱信号。

[0042] 进一步地，所述第二变频矩阵包括：

[0043] 配置在所述第三矩阵组合中用于设定下变频器基准频率系数的第三配置单元；

[0044] 第二配置逻辑执行单元，用于设定下变频器或上变频器的基准频率系数。

[0045] 进一步地，在第三矩阵组合中，多个上变频器之间为串联，且上变频器之间分别设置有上变频开关。

[0046] 进一步地，所述补偿模块具有：

[0047] 第三预估模型，用于对所述预发射频谱信号从仿真模型至天线耦合器再由天线耦合器将预发射频谱信号发射给多普勒雷达过程中所述预发射频谱信号所产生的功率消耗进行预测，得到第四预估；

[0048] 补偿单元，以所述第四预估来对所述预发射频谱信号进行功率补偿，得到预发射射频信号；

[0049] 将得到的预发射射频信号从天线耦合器发送至多普勒雷达。

[0050] 进一步地，所述补偿单元中设置有混频器，通过所述混频器以所述第四预估来对所述预发射频谱信号进行功率补偿。

[0051] 本申请中，无论进行上变频还是进行下变频，均采用多个上变频器进行组合或者多个下变频器进行组合，且可以对上变频器和下变频器的基准系数进行修正，从而完成精确控制的目的。

[0052] 变频矩阵中采用多个上变频器串联或者多个下变频器串联的方式，且在同一变频矩阵中采用同一本振设计，实现了上变频器和下变频器的信号相参，在上变频器射频输出端增加输出功率控制，能够模拟电磁波空间传输特性，实现对雷达回波功率的精确控制。

[0056] 为了使本实用新型的目的、技术方案、设计方法及优点更加清楚明了，以下结合附图通过具体实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

[0057] 参照图1，本实用新型提供了一种非接触式多普勒雷达仿真系统，包括：

[0058] 天线耦合器，用于接收多普勒雷达发射的射频信号；

[0059] 动态变频模块，连接所述天线耦合器，用于根据在信号处理时对数字采样所需的基准频率的第一预估来按照第一设定规则执行第一闭合环路以对射频信号进行变频处理，得到第一基准频谱信号；

[0060] 处理模块，连接所述动态变频模块和天线耦合器，用于对基准频谱信号进行数字采样，得到采样信号，将所述采样信号按照仿真所需的基准频率的第二预估来按照第二设定规则执行第二闭合环路以对第一基准频谱信号进行变频处理，生成满足仿真需求的第二基准频谱信号；

[0061] 仿真模型，连接所述处理模块，用于根据第二基准频谱信号进行数字调制，生成调制频谱信号；

[0062] 转换模块，连接所述仿真模型和所述动态变频模块，用于将所述调制频谱信号经过DA转换后再经过所述动态变频模块按照第三设定规则进行变频处理，得到预发射频谱信号；

[0063] 补偿模块，连接所述转换模块，用于根据所述预发射频谱信号从仿真模型至天线耦合器再由天线耦合器将预发射频谱信号发射给多普勒雷达过程中所述预发射频谱信号所产生的功率消耗的第四预估来对所述预发射频谱信号进行功率补偿，得到预发射射频信号；

[0064] 将得到的预发射射频信号从天线耦合器发送至多普勒雷达。

[0065] 在上述中，所述动态变频模块包括：

[0066] 第一变频矩阵；

[0067] 逻辑控制单元；

[0068] 第一预估模型；

[0069] 第一闭合环路；

[0070] 第一存储单元，所述第一存储单元用于存储第一设定规则和第二设定规则；

[0071] 所述天线耦合器将射频信号发送至所述第一预估模型以射频信号为基础根据在信号处理时对数字采样所需的基准频率形成第一预估，并将所述第一预估发送至所述逻辑控制单元；

[0072] 所述逻辑控制单元以所述第一预估并加载第一存储单元中的第一设定规则并通过执行第一闭合回路控制第一变频矩阵中的多个变频单元进行组合以完成多次设定增量的上变频以达到数字采样所需的基准频率，得到第一基准频谱信号。

[0073] 在上述中，所述第一变频矩阵包括：

[0074] 由多个下变频器组成的第一矩阵组合；

[0075] 由多个上变频器组成的第二矩阵组合；

[0076] 配置在第一矩阵组合中的用于设定下变频器基准频率系数的第一配置单元；

[0077] 配置在第二矩阵组合中的用于设定上变频器基准频率系数的第二配置单元；

[0078] 第一配置逻辑执行单元，连接所述逻辑控制单元和第一配置单元和第二配置单元，用于设定下变频器或上变频器的基准频率系数。

[0079] 在上述中，所述第一配置单元具有多个第一配置区，所述第一配置区与每一个下变频器进行对应，且所述第一配置区用于下变频器基准频率系数的写入和存储；

[0080] 第二配置单元具有多个第二配置区，所述第二配置区与每一个上变频器进行对应，且所述第二配置区用于上变频器基准频率系数的写入和存储。

[0081] 在上述中，所述第一配置区具有：

[0082] 第一属性设定区块；

[0083] 第一读写配置区块；以及

[0084] 第一存储区块，其中，所述第一属性设定区块用于设定第一读写配置区块的读、写权限，所述第一读写配置区块连接所述第一存储区块，用于在设定读取权限下读取存储在第一存储区块内的下变频器基准频率系数，或者，用于在设定写入权限下更改存储在第一存储区块内的下变频器基准频率系数。

[0085] 在上述中，所述第二配置区具有：

[0086] 第二属性设定区块；

[0087] 第二读写配置区块；以及

[0088] 第二存储区块，其中，所述第二属性设定区块用于设定第二读写配置区块的读、写权限，所述第二读写配置区块连接所述第二存储区块，用于在设定读取权限下读取存储在第二存储区块内的上变频器基准频率系数，或者，用于在设定写入权限下更改存储在第二存储区块内的上变频器基准频率系数。

[0089] 在上述中，由于本申请设置的第一配置区可以设定下变频器基准频率系数，也就是说，通过限定一个下变频器在变频过程中的基准值，使得每一次变频时只能按照设定的基准值增加。因此，通过改变基准值可以达到精准控制下变频的目的。同理，于本申请设置的第而配置区可以设定上变频器基准频率系数，也就是说，通过限定一个上变频器在变频过程中的基准值，使得每一次变频时只能按照设定的基准值减少。因此，通过改变基准值可以达到精准控制上变频的目的。

[0090] 在上述中，在第一矩阵组合中，多个下变频器之间为串联，且下变频器之间分别设置有下变频开关；

[0091] 在第二矩阵组合中，多个上变频器之间为串联，且下变频器之间分别设置有上变频开关。

[0092] 在上述中，在进行下变频时，具体为几个下变频器串联，依据实际应用来进行判断和控制。上变频同理。

[0093] 在上述中，变频矩阵中采用多个上变频器串联或者多个下变频器串联的方式，且在同一变频矩阵中采用同一本振设计，实现了上变频器和下变频器的信号相参，在上变频器射频输出端增加输出功率控制，能够模拟电磁波空间传输特性，实现对雷达回波功率的精确控制。

[0094] 在上述中，所述第一设定规则是根据第一预估和下变频器基准频率系数来设定第一矩阵组合中下变频器的第一组合规则。

[0095] 在上述中，所述第一闭合环路是根据第一组合规则来控制下变频开关的闭合来形成第一矩阵组合。

[0096] 在上述中，所述处理模块包括：

[0097] 第一链入单元；

[0098] 第二闭合环路；

[0099] 采样单元，用于对基准频谱信号进行数字采样，得到采样信号；

[0100] 第二预估模型，用于将所述采样信号按照仿真所需的基准频率进行第二预估；

[0101] 处理单元，通过所述第一链入单元连接至所述动态变频模块，通过加载设置在所述动态变频模块中的第一变频矩阵和设置在第一存储单元中的第二设定规则，并执行第二闭合环路以对第一基准频谱信号进行变频处理，生成满足仿真需求的第二基准频谱信号。

[0102] 在上述中，所述第二设定规则是根据第二预估和上变频器基准频率系数来设定第二矩阵组合中上变频器的第二组合规则。

[0103] 在上述中，所述第二闭合环路是根据第二组合规则来控制上变频开关的闭合来形成第二矩阵组合。

[0104] 在上述中，所述转换模块包括：

[0105] DA转换单元；

[0106] 第三闭合环路；

[0107] 第二存储单元；用于存储第三设定规则；

[0108] 第二变频矩阵，所述第二变频矩阵是由多个上变频器组成的第三矩阵组合；所述DA转换单元用于将所述调制频谱信号经过DA转换后再经第三设定规则执行第三闭合环路来对经过DA转换后的所述调制频谱信号进行变频处理，得到预发射频谱信号。

[0109] 在上述中，所述第二变频矩阵包括：

[0110] 配置在所述第三矩阵组合中用于设定下变频器基准频率系数的第三配置单元；

[0111] 第二配置逻辑执行单元，用于设定下变频器或上变频器的基准频率系数。

[0112] 在上述中，所述第三配置单元具有多个第三配置区，所述第三配置区与每一个上变频器进行对应，且所述第三配置区用于上变频器基准频率系数的写入和存储。

[0113] 在上述中，所述第三配置区具有：

[0114] 第三属性设定区块；

[0115] 第三读写配置区块；以及

[0116] 第三存储区块，其中，所述第三属性设定区块用于设定第三读写配置区块的读、写权限，所述第三读写配置区块连接所述第三存储区块，用于在设定读取权限下读取存储在第三存储区块内的上变频器基准频率系数，或者，用于在设定写入权限下更改存储在第三存储区块内的上变频器基准频率系数。

[0117] 在上述中，在第三矩阵组合中，多个上变频器之间为串联，且上变频器之间分别设置有上变频开关。

[0118] 在上述中，所述第三设定规则是根据预发射频谱信号所设定的基准范围和上变频器基准频率系数来设定第三矩阵组合中上变频器的第三组合规则。

[0119] 在上述中，所述第三闭合环路是根据第三组合规则来控制上变频开关的闭合来形成第三矩阵组合。

[0120] 在上述中，所述补偿模块具有：

[0121] 第三预估模型，用于对所述预发射频谱信号从仿真模型至天线耦合器再由天线耦合器将预发射频谱信号发射给多普勒雷达过程中所述预发射频谱信号所产生的功率消耗进行预测，得到第四预估；

[0122] 补偿单元，以所述第四预估来对所述预发射频谱信号进行功率补偿，得到预发射射频信号；

[0123] 将得到的预发射射频信号从天线耦合器发送至多普勒雷达。

[0124] 在上述中，所述补偿单元中设置有混频器，通过所述混频器以所述第四预估来对所述预发射频谱信号进行功率补偿。

[0125] 需要说明的是，由于多普雷雷达接收到的射频信号的频率并非稳定不变的，而根据实际的实用工况具有频率具有波动，在一些干扰环境下，波动幅度交大，因此，本申请采用动态变频模块，可以根据实际接收到的射频信号的频率大小来将射频信号进行精确控制处理，达到设定的基准频率。

[0126] 需要说明的是，本申请采用的各种模型，特别是预估模型，不同的预估模型都是采用相同的技术手段取得，即通过获取历史数据，对历史数据进行标注并利用迭代工具进行迭代训练获取，其中，迭代工具可以是神经网络模型。本申请对此并不做限制，只要能够达到相同的使用目的即可。

[0127] 以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。