摘要：在雷達信號處理分系統調試時，經常用到模目信號。為了獲得實時多波束雷達模目信號，提出一種基于FPGA和DSP的產生方法，利用FPGA產生時序及控制，DSP實時計算出所需要的回波，這樣即使在沒有陣面數據的情況下，仍然能夠調試信號處理部分。該設計模塊使用簡單方便，只需通過終端鍵盤輸入參數，即可實時產生所期望的回波，非常適用于雷達研制前期和系統聯試時查找問題，而且模塊做在脈壓板上，不需要單獨的插件。
關鍵詞：雷達模目信號；FPGA；DSP；回波

0 引言
雷達系統在研制過程中，各部分往往是并行的，在調試信號處理分系統時，如果天線沒做好，就得不到陣面送下來的回波數據，這時調試就無法正常進行。為了解決這一問題，往往先設計一個模目信號，把信號處理分系統調試好，待其他分系統也調試好后，再切換為正常接收模式，進行系統聯試。
本文介紹了一種模目信號設計方法，利用FPGA產生時序及控制，DSP實時計算所需要的回波，從而實現對雷達目標回波的模擬，這樣可以在沒有陣面數據的情況下，使信號處理分系統調試能夠正常進行，從而不影響科研進度，做到有問題早發現。

1 系統原理
由于要調試的是PD體制雷達，所以要模擬的信號是帶有多普勒頻移的雷達目標回波。這里雷達發射波形為線性調頻信號，其時域表達式為：

式中： A為振幅；τ為脈寬；；μ為調頻斜率；fo為載頻；φo為初相。那么當雷達對空照射時，如果遇到目標，就會產生回波，回波是受目標調制了的發射信號，所以通過和發射信號相比較，就可獲得目標的相關信息，在此僅考慮目標相對雷達勻速徑向飛行的情況。當回波被雷達接收后，經過解調，得到的將是帶有多普勒頻移的線性調頻信號，由于已假設目標沿徑向勻速飛行，所以回波信號相對于發射信號來說，在相位上僅時間的一次項改變，即發生了多普勒頻移。回波的時延反映目標的遠近，幅度反映目標的散射截面積。
通過以上分析可知，要產生模目信號，可以通過改變發射信號(未調制至載波)的頻率中心、時延和幅度這三個參數來實現，通過對這三個變量的控制，就可模擬出目標的徑向速度、徑向距離以及雷達散射截面積。

2 系統方案
由于模目信號可以通過改變發射信號得到，又發射信號的波形已知，所以可以通過對發射信號進行實時變換，來模擬所期望的回波。系統實現如下：為了解距離和速度二維模糊，雷達設置了N種重頻，每種重頻的脈寬不同，在系統帶寬(其決定雷達的距離分辨率)一定的情況下，每種重頻發射信號的點數為：脈沖時寬×系統帶寬，此點數也就是目標回波的點數，這樣就可以預先把發射波形存于DSP內存，然后根據系統控制字，取出需要的波形，再在DSP中實時計算出所需要的模目信號。模目信號需要系統時序來同步，系統時序如圖1所示。

圖1中BW為雷達波位脈沖，CPI為相干脈沖導前，FR為單個脈沖信號。系統會在每個CPI到來時打入系統控制字，告訴信號處理分系統陣面ID、工作模式、CPI代碼等信息，信號處理分系統會根據收到的控制字來進行相應的工作，模目距離和模目多普勒也會在系統控制字中給出，這樣就可在系統時序同步下，根據所收到的控制字產生模目信號。