基于探干一体化共享信号的野外探测验证平台

1.本实用新型涉及对信号波形同时起到探测和干扰两种作用的验证平台，更特别地说，是指一种能够在野外环境下快速组装实现探测和干扰完成两种信号验证的野外探测验证平台。


背景技术：

2.信息时代的战争中，雷达和电子战都起着举足轻重的作用。通过雷达对目标准确的探测、定位和跟踪，才能有效地打击和推毁敌方武器装备和作战平台；通过电子战手段阻止和破坏敌方对电磁频谱的利用，才能确保己方信息系统的安全。雷达和电子战装备在运用电磁频谱方面的共通性，决定了两者可一体化设计，这种一体化的模式可以减小装备的体积、重量和能耗，这也是雷达与电子战一体化(简称：雷电一体化)最初、最基本的概念和最直观的目标。
3.当前，雷电一体化的理念正在从传统的“硬件共享”向着深度融合的“能量共享”发生转变，以期打破两类装备各自成体系的瓶颈，向着雷电深层次兼容的方向发展，其焦点问题是实现“信号共享”，即一种信号波形同时起到探测和干扰两种作用，这种信号波形称为探测与干扰一体化(简称：探干一体化)信号共享波形。
4.现有技术中，探干一体化的发展历程归纳为三个阶段：
5.第1个阶段是信息共享阶段；雷达与电子战两种设备的软硬件依然相互独立，仅仅将各自的输出信息进行综合，然后将综合后的信息反馈给两个设备；
6.第2个阶段是两种设备低功率部分硬件一体化和功能互相渗透阶段；此阶段雷达和电子战系统共用接收机和信号处理等，但发射机和发射天线依旧独立。
7.第3个阶段是射频链路与数字资源深度共享阶段；即大部分硬件设备，包括发射机和天线都实现了一体化，能使电子设备中的各类功能性模块获得最大限度的通用性、共用性、共享系统资源，最大限度地发挥其效能。
8.但是，近几年对该方向的研究有所停滞，对于第3个阶段没有取得突破性成果，距离真正实现雷达探测与干扰的“一体化共享信号模式”还有较大的差距，雷达与干扰机也就一直没有得到深度的融合，急需一种能实现探干一体化信号共享波形的验证平台。目前大部分作为探干一体化共享信号的验证平台结构复杂、组装及拆装费时，无法满足野外地理环境下达到快速作战需求进行信号波形的探测与干扰信号的发射。


技术实现要素：

9.为了达到快速作战需求及野外地理环境下进行探干一体化共享信号的探测与干扰，本实用新型设计了一种基于探干一体化共享信号的野外探测验证平台。本实用新型验证平台通过框架体来组装两套vpx设备，利用框架体中的支撑钢轴上、下连接两套齿轮摆齿啮合达到驱动两套vpx设备，使得两套vpx设备存在工作角，在工作角下一套vpx设备完成信号波形的探测，另一套vpx设备完成干扰信号的发射。
10.本实用新型设计的一种基于探干一体化共享信号的野外探测验证平台，包括有第一套vpx设备(10)、第二套vpx设备(20)；其特征在于：还包括用于放置第一套vpx设备(10)与第二套vpx设备(20)的框架体；
11.框架体包括有上部驱动组件(1)、下部驱动组件(2)、支撑轴(3)、上盖板(5)、底座(6)、电机安装梁(7)以及连接在上盖板(5)与底座(6)之间的四根立柱；四根立柱设置在上盖板(5)与底座(6)之间的四个角上；电机安装梁(7)设置在同一侧的两根立柱之间；支撑轴(3)设置在上盖板(5)与底座(6)之间；第一套vpx设备(10)放置在a连接板(1h)上；第二套vpx设备(20)放置在b连接板(2h)上；
12.在上部驱动组件(1)中，a直流电机(1a)的输出轴上连接有a减速器(1b)，a减速器(1b)的输出轴(1b1)上连接有a外齿圆形齿轮(1d)；a外齿扇形齿轮(1e)的通孔内放置有a深沟球轴承(1f)，a深沟球轴承(1f)安装在a轴承座(1g)的a轴承段(1g2)上；a深沟球轴承(1f)的外圈与a外齿扇形齿轮(1e)的通孔内壁为活动装配，a深沟球轴承(1f)的内圈与a轴承座(1g)的a轴承段(1g2)为固定装配；a轴承座(1g)的通孔内套接有支撑轴(3)；a外齿扇形齿轮(1e)的a轴承连接头(1e3)上安装有a连接板(1h)的一端；
13.在下部驱动组件(2)中，b直流电机(2a)的输出轴上连接有b减速器(2b)，b减速器(2b)的输出轴(2b1)上连接有b外齿圆形齿轮(2d)；b外齿扇形齿轮(2e)的通孔内放置有b深沟球轴承(2f)，b深沟球轴承(2f)安装在b轴承座(2g)的b轴承段(2g2)上；b深沟球轴承(2f)的外圈与b外齿扇形齿轮(2e)的通孔内壁为活动装配，b深沟球轴承(2f)的内圈与b轴承座(2g)的b轴承段(2g2)为固定装配；b轴承座(2g)的通孔内套接有支撑轴(3)；b外齿扇形齿轮(2e)的b轴承连接头(2e3)上安装有b连接板(2h)的一端；
14.支撑轴(3)上设有上部限位台(3c)；支撑轴(3)的轴上端(3a)置于上盖板(5)的e凸圆柱(5b)的e轴孔(5c)中；支撑轴(3)的轴下端(3b)置于底座(6)的f凸圆柱(6b)的f轴孔(6c)中；上部驱动组件(1)中的a轴承座(1g)安装在上部限位台(3c)处；下部驱动组件(2)中的b轴承座(2g)安装在支撑轴(3)的上部限位台(3c)下方；
15.上盖板(5)的下面板(5a)上设有e凸圆柱(5b)，e凸圆柱(5b)的中心是e轴孔(5c)；e轴孔(5c)内用于放置支撑轴(3)的轴上端(3a)；
16.底座(6)的上面板(6a)上设有f凸圆柱(6b)，f凸圆柱(6b)的中心是f轴孔(6c)；f轴孔(6c)内用于放置支撑轴(3)的轴下端(3b)；
17.电机安装梁(7)上固定安装上部驱动组件(1)的第一l型连接架(1c)、下部驱动组件(2)的第二l型连接架(2c)。
18.本实用新型基于探干一体化共享信号的野外探测验证平台的优点在于：
19.(a)、本实用新型野外探测验证平台采用铝型材立柱与上盖板与底座的组装成框架外框，降低了在野外环境下对地势的高要求。另外支撑轴(3)、上盖板(5)、底座(6)和电机安装梁(7)为不锈钢材质加工，提高了承力强度。用于支撑放置vpx设备的连接板为碳素板，减轻重量。
20.(b)、本实用新型野外探测验证平台中的支撑轴(3)不是位于上盖板(5)与底座(6)中心位的安装，而是靠近于电机安装梁(7)，这是为存在夹角安装的两套vpx设备在信号波形探测与发射干扰信号之间避让出位置。
21.(c)、本实用新型野外探测验证平台为了实现野外快速组装，驱动组件(上部驱动
组件(1)和下部驱动组件(2))通过l型l型连接架的一端连板实现与电机安装梁(7)的安装与拆卸。驱动组件通过l型l型连接架装配为一体，为了提高外齿圆形齿轮的输出精度，外齿圆形齿轮与驱动组件在野外不进行拆装，如图1b所示。
22.(d)、本实用新型野外探测验证平台中外齿扇形齿轮为摆动转动模式，是为了避开第一vpx设备(10)与第二vpx设备(20)存在上下平行时，进行工作产生的相互干扰，故设计为外齿圆形齿轮与外齿扇形齿轮啮合后，通过驱动组件驱动外齿圆形齿轮转动来达到外齿扇形齿轮摆动，从而带动放置在连接板上的vpx设备转过一定角度后进入工作状态。简而言之，就是不在同一方向上进行信号波形探测与发射干扰信号。
23.(e)、本实用新型野外探测验证平台，通过vpx设备能够产生多种不同调制样式的新体制探干一体化信号样式，并验证其探测和干扰性能，是一种通用的探干一体化信号性能工程验证平台，填补该新兴研究领域的空白。
24.(f)、本实用新型野外探测验证平台，通过vpx设备可以反复验证各类型探干一体化共享信号样式，大大提升本实用新型的通用性。
25.(g)、本实用新型野外探测验证平台，通过vpx设备重点针对探干一体化共享信号的距离维和多普勒维的性能验证，对射频和天线模块进行了简化，保留了相应的拓展能力，且两个vpx系统模块具有互易性，大大提高了系统的实用性和费效比。
附图说明
26.图1是本实用新型的基于探干一体化共享信号的野外探测验证平台的结构图。
27.图1a是本实用新型的基于探干一体化共享信号的野外探测验证平台的另一视角结构图。
28.图1b是本实用新型的未装配外框架的基于探干一体化共享信号的野外探测验证平台的结构图。
29.图1c是图1b的俯视图。
30.图2是本实用新型的下部驱动组件的结构图。
31.图2a是本实用新型的下部驱动组件的分解图。
32.图2b是本实用新型的下部驱动组件中b轴承座的结构图。
33.图3是本实用新型的支撑轴的结构图。
34.图4是本实用新型的上部驱动组件的结构图。
35.图4a是本实用新型的上部驱动组件的分解图。
36.图4b是本实用新型的上部驱动组件中a轴承座的结构图。
37.图5是本实用新型的上盖板的结构图。
38.图6是本实用新型的底座的结构图。
39.图7是本实用新型的基于探干一体化共享信号的野外探测验证平台的信号流向结构框图。
40.1.上部驱动组件1a.a直流电机1a.a减速器1a1.a减速器输出轴1c.第一l型连接架1c1.aa面板1c2.ab面板1d.a外齿圆形齿轮1d1.a外齿圆形齿轮端盖1e.a外齿扇形齿轮1e1.a扇形齿面板1e2.a轴承圆环
1e21.a轴承孔1e3.a轴承接头1f.a深沟球轴承1g.a轴承座1g1.a大圆盘1g11.a减重孔1g2.a轴承段1g21.a键槽1g3.a连接段1g31.a螺纹孔1g4.a中心通孔1h.a连接板1h1.a通孔2.下部驱动组件2a.b直流电机2b.b减速器2b1.b减速器输出轴2c.第二l型连接架2c1.ba面板2c2.bb面板2d.b外齿圆形齿轮2d1.b外齿圆形齿轮端盖2e.b外齿扇形齿轮2e1.b扇形齿面板2e2.b轴承圆环2e21.b轴承孔2e3.b轴承接头2f.b深沟球轴承2g.b轴承座2g1.b大圆盘2g11.b减重孔2g2.b轴承段2g21.b键槽2g3.b连接段2g31.b螺纹孔2g4.b中心通孔2h.b连接板2h1.b通孔3.支撑轴3a.轴上端3b.轴下端3c.上部限位台4a.a立柱4b.b立柱4c.c立柱4d.d立柱5.上盖板5a.下面板5b.e凸圆柱5c.e轴孔6.底座6a.上面板6b.f凸圆柱6c.f轴孔7.电机安装梁10.第一套vpx设备20.第二套vpx设备
具体实施方式
41.下面将结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。
42.参见图1、图1a、图1b所示，本实用新型设计的基于探干一体化共享信号的野外探测验证平台，其包括有第一套vpx设备10、第二套vpx设备20和框架体；所述框架体包括有上部驱动组件1、下部驱动组件2、支撑轴3、上盖板5、底座6、电机安装梁7以及连接在上盖板5与底座6之间的四根立柱，即a立柱4a、b立柱4b、c立柱4c、d立柱4d。为了减轻野外探测验证平台的整体重量，四根立柱采用轻质材料加工，如c/c复合材料、碳纤维增强轻质复合材料。a立柱4a、b立柱4b、c立柱4c和d立柱4d按四边形放置，且通过螺钉与螺纹的配合固定在上盖板5与底座6之间的四个角。c立柱4c与d立柱4d之间放置电机安装梁7，即电机安装梁7设置在同一侧的两根立柱之间。电机安装梁7用于安装上部驱动组件1与下部驱动组件2上的l型连接架。
43.上盖板5与底座6的结构相同。
44.第一套vpx设备10与第二套vpx设备20的硬件配置完全相同。第一套vpx设备10用于对探干一体化信号进行验证，第二套vpx设备20用于对雷达信号及雷达目标进行模拟。第一套vpx设备10与第二套vpx设备20中的上/下变频模块和频率源模块是扩展组件，用于扩展频段。
45.在本实用新型中，框架体为能够快速组装与拆卸的型材零件组合，也是实现将两套vpx设备进行野外快速完成信号波形探测与发射干扰信号的支撑。
46.在本实用新型中，为了实现野外快速组装与拆卸，采用半预制组装件装箱搬运到
野外目的地，然后进行基于探干一体化共享信号的野外探测验证平台组装。半预制组装件分别有：直流电机、减速器、l型连接架和外齿圆形齿轮组合的主动半预制组装件；外齿扇形齿轮、深沟球轴承和轴承座组合的从动半预制组装件。通过螺钉穿过a轴承座1g的a连接段1g3上a螺纹孔1g31后顶紧在支撑轴3上，达到将a轴承座1g安装在支撑轴3的上部限位台3c处；通过螺钉穿过b轴承座2g的b连接段2g3上b螺纹孔2g31后顶紧在支撑轴3上，达到将b轴承座2g安装在支撑轴3的上部限位台3c的下方；支撑轴3上的a轴承座1g与b轴承座2g通过螺钉顶紧，且使a轴承座1g与b轴承座2g会有一个角度，这个角度是通过连接段上的螺纹孔实现的，即实现上部驱动组件1与下部驱动组件2存在一个工作角(如图1c所示)。
47.在本实用新型中，第一套vpx设备10与第二套vpx设备20的工作角β为15度到90度(如图1c所示)。设置的工作角β只要保证第一套vpx设备10与第二套vpx设备20不在同一方向上进行信号波形探测与发射干扰信号。初始装配时，a轴承座1g与b轴承座2g需要存在一个角度(一般为20度到60角)组装在支撑轴3上，这有利于经减速器上的编码器计算工作角。直流电机的高速转动经减速器减速后，作用到外齿圆形齿轮上，由于外齿圆形齿轮与外齿扇形齿轮的啮合，带动外齿扇形齿轮摆动，进而使vpx设备转动一个角度。
48.上部驱动组件1
49.参见图1、图1a、图1b、图4、图4a、图4b所示，上部驱动组件1包括有a直流电机1a、a减速器1b、第一l型连接架1c、a外齿圆形齿轮1d、a外齿扇形齿轮1e、a深沟球轴承1f、a轴承座1g和a连接板1h。
50.第一l型连接架1c为l型构形；第一l型连接架1c一端的aa面板1c1通过螺钉安装在电机安装梁7上，第一l型连接架1c另一端的ab面板1c2上通过螺钉安装有a减速器1b。
51.a外齿圆形齿轮1d套接在a减速器1b的输出轴1b1上，并用键与键槽(设置在a外齿圆形齿轮1d的内通孔壁上)的配合实现固定；a外齿圆形齿轮端盖1d1压紧a外齿圆形齿轮1d，a外齿圆形齿轮端盖1d1与a减速器1b的输出轴1b1端部通过螺钉固定安装。a外齿圆形齿轮1d的外齿与a外齿扇形齿轮1e上a扇形齿轮面板1e1的外齿啮合。
52.a外齿扇形齿轮1e为扇形构形；a外齿扇形齿轮1e的中心是a轴承圆环1e2，a轴承圆环1e2的a轴承孔1e21中用于放置a深沟球轴承1f；a外齿扇形齿轮1e的一端是a扇形齿轮面板1e1，a扇形齿轮面板1e1的外齿与a外齿圆形齿轮1d的外齿啮合，a外齿扇形齿轮1e的另一端是a接头1e3，a接头1e3上设有通孔，a接头1e3与a连接板1h的一端通过螺钉固定；a外齿圆形齿轮1d与a外齿扇形齿轮1e的齿数比为31:65。
53.a深沟球轴承1f的内圈与a轴承座1g的a轴承段1g2通过键与a键槽1g21(设置在a轴承座1g的a轴承段1g2的外壁上)的配合实现固定；a深沟球轴承1f的外圈与a外齿扇形齿轮1e的a轴承圆环1e2内壁为活动安装。
54.参见图4a、图4b所示，a轴承座1g的中心是a中心通孔1g4，a中心通孔1g4用于支撑轴3的轴下端3b穿过；a轴承座1g上设有a大圆盘1g1，a大圆盘1g1的一端是a轴承段1g2，a大圆盘1g1的另一端是a连接段1g3；a连接段1g3上设有a螺纹孔1g31，通过在a螺纹孔1g31中放置螺钉，实现将a轴承座1g顶紧安装在支撑轴3上；a大圆盘1g1上设有减重孔1g11；
55.a连接板1h的一端设有a通孔1h1，通过在a通孔1h1中放置螺钉实现将a连接板1h的一端固定安装在a外齿扇形齿轮1e的的a接头1e3上。
56.本实用新型设计的上部驱动组件1的装配为：a直流电机1a的输出轴上连接有a减
速器1b，a减速器1b的输出轴1b1上连接有a外齿圆形齿轮1d；a外齿扇形齿轮1e的通孔内放置有a深沟球轴承1f，a深沟球轴承1f安装在a轴承座1g的a轴承段1g2上；a深沟球轴承1f的外圈与a外齿扇形齿轮1e的通孔内壁为活动装配，a深沟球轴承1f的内圈与a轴承座1g的a轴承段1g2为固定装配；a轴承座1g的通孔内套接有支撑轴3；a外齿扇形齿轮1e的a轴承连接头1e3上安装有a连接板1h的一端。
57.下部驱动组件2
58.参见图1、图1a、图1b、图2、图2a、图2b所示，下部驱动组件2包括有b直流电机2a、b减速器2b、第二l型连接架2c、b外齿圆形齿轮2d、b外齿扇形齿轮2e、b深沟球轴承2f、b轴承座2g和b连接板2h。
59.第二l型连接架2c为l型构形；第二l型连接架2c一端的ba面板2c1通过螺钉安装在电机安装梁7上，第二l型连接架2c另一端的bb面板2c2上通过螺钉安装有b减速器2b。
60.b外齿圆形齿轮2d套接在b减速器2b的输出轴2b1上，并用键与键槽(设置在b外齿圆形齿轮2d的内通孔壁上)的配合实现固定；b外齿圆形齿轮端盖2d1压紧b外齿圆形齿轮2d，b外齿圆形齿轮端盖2d1与b减速器2b的输出轴2b1端部通过螺钉固定安装。b外齿圆形齿轮2d的外齿与b外齿扇形齿轮2e上b扇形齿轮面板2e1的外齿啮合。
61.b外齿扇形齿轮2e为扇形构形；b外齿扇形齿轮2e的中心是b轴承圆环2e2，b轴承圆环2e2的b轴承孔2e21中用于放置b深沟球轴承2f；b外齿扇形齿轮2e的一端是b扇形齿轮面板2e1，b扇形齿轮面板2e1的外齿与b外齿圆形齿轮2d的外齿啮合，b外齿扇形齿轮2e的另一端是b接头2e3，b接头2e3上设有通孔，b接头2e3与b连接板2h的一端通过螺钉固定；b外齿圆形齿轮2d与b外齿扇形齿轮2e的齿数比为31:65。
62.b深沟球轴承2f的内圈与b轴承座2g的b轴承段2g2通过键与b键槽2g21(设置在b轴承座2g的b轴承段2g2的外壁上)的配合实现固定；b深沟球轴承2f的外圈与b外齿扇形齿轮2e的b轴承圆环2e2内壁为活动安装。
63.参见图2a、图2b所示，b轴承座2g的中心是b中心通孔2g4，b中心通孔2g4用于支撑轴3的轴下端3b穿过；b轴承座2g上设有b大圆盘2g1，b大圆盘2g1的一端是b轴承段2g2，b大圆盘2g1的另一端是b连接段2g3；b连接段2g3上设有b螺纹孔2g31，通过在b螺纹孔2g31中放置螺钉，实现将b轴承座2g顶紧安装在支撑轴3上；b大圆盘2g1上设有减重孔2g11；
64.b连接板2h的一端设有b通孔2h1，通过在b通孔2h1中放置螺钉实现将b连接板2h的一端固定安装在b外齿扇形齿轮2e的的b接头2e3上。
65.本实用新型设计的下部驱动组件2的装配为：b直流电机2a的输出轴上连接有b减速器2b，b减速器2b的输出轴2b1上连接有b外齿圆形齿轮2d；b外齿扇形齿轮2e的通孔内放置有b深沟球轴承2f，b深沟球轴承2f安装在b轴承座2g的b轴承段2g2上；b深沟球轴承2f的外圈与b外齿扇形齿轮2e的通孔内壁为活动装配，b深沟球轴承2f的内圈与b轴承座2g的b轴承段2g2为固定装配；b轴承座2g的通孔内套接有支撑轴3；b外齿扇形齿轮2e的b轴承连接头2e3上安装有b连接板2h的一端。
66.支撑轴3
67.参见图1、图1a、图1b、图3所示，支撑轴3为不锈钢材质。支撑轴3上设有上部限位台3c。一体化设计的支撑轴3上的上部限位台3c实现了上部驱动组件1在基于探干一体化共享信号的野外探测验证平台中的装配位置，同时也是实现了上部驱动组件1与下部驱动组件2
在支撑轴3上的装配位置，更是为野外快速组装进行设备调试提供方便，不用野外作战时进行现场寻找距离地面的装配位置。
68.在支撑轴3的上部限位台3c处套接有上部驱动组件1中的a轴承座1g，通过在a轴承座1g的a连接段1g3上的a螺纹孔1g31中放置螺钉，实现将a轴承座1g紧配合装配在支撑轴3的上部限位台3c处。通过设置在支撑轴3上的上部限位台3c，一方面实现了上部驱动组件1与下部驱动组件2之间安装距离的限定，另一方面实现了：上部限位台3c的上端面与上部驱动组件1中的a轴承座1g的a连接段1g3的端面接触，通过所述上部限位台3c实现对上部驱动组件1在支撑轴3上安装位置的限定。
69.下部驱动组件2中的b轴承座2g安装在支撑轴3的上部限位台3c下方。即下部驱动组件2的中的b轴承座2g通过在b连接段2g3上的b螺纹孔2g31中放置螺钉，实现将b轴承座2g紧配合装配在支撑轴3的上。
70.支撑轴3的轴上端3a置于上盖板5的e凸圆柱5b的e轴孔5c中。
71.支撑轴3的轴下端3b置于底座6的f凸圆柱6b的f轴孔6c中。
72.上盖板5
73.参见图1、图1a、图5所示，上盖板5为不锈钢材质。上盖板5的下面板5a上设有e凸圆柱5b，e凸圆柱5b的中心是e轴孔5c。e轴孔5c内用于放置支撑轴3的轴上端3a。
74.底座6
75.参见图1、图1a、图6所示，底座6为不锈钢材质。底座6的上面板6a上设有f凸圆柱6b，f凸圆柱6b的中心是f轴孔6c。f轴孔6c内用于放置支撑轴3的轴下端3b。
76.电机安装梁7
77.参见图1、图1a所示，电机安装梁7为铝合金材质。电机安装梁7上设有螺纹孔。通过在螺纹孔中放置螺钉实现电机安装梁7上固定安装上部驱动组件1的第一l型连接架1c、下部驱动组件2的第二l型连接架2c。
78.电机安装梁7设置在c立柱4c与d立柱4d之间，且电机安装梁7的上下端部安装在上盖板5与底座6之间。
79.在本实用新型中，通过电机安装梁7来实现上部驱动组件1与下部驱动组件2的安装，充分考虑了野外作战时需要快速组装主动驱动端设备的承重。
80.第一套vpx设备10
81.在本实用新型中，参见图7所示第一套vpx设备10包括：主控板，信号处理板，上/下变频模块，频率源模块和电源模块。主控板和信号处理板之间通过4x的pcie接口进行互联，主控板通过com2和信号处理板相连，主控板的com1配置为485模式，控制上/下变频模块及频率源模块，频率源模块输出本振给上/下变频模块及信号处理板。
82.第一套vpx设备10采用dsp芯片(digital signal processing，数字信号处理技术)和fpga芯片(field－programmable gate array，即现场可编程门阵列)。第一套vpx设备10实现对多种探干一体化信号的探测、干扰和探测能力的验证，能够截获、测量非协作雷达，并相应生成与测量结果匹配的一体化探干共享信号波形，该信号波形进入非协作雷达可产生不同类型干扰效果；该信号回波可以实现对目标距离、速度的检测。
83.第二套vpx设备20
84.在本实用新型中，参见图7所示第二套vpx设备20包括：主控板，信号处理板，上/下
变频模块，频率源模块和电源模块。主控板和信号处理板之间通过4x的pcie接口进行互联，主控板通过com2和信号处理板相连，主控板的com1配置为485模式，控制上/下变频模块及频率源模块，频率源模块输出本振给上/下变频模块及信号处理板。
85.第二套vpx设备20采用dsp芯片(digital signal processing，数字信号处理技术)和fpga芯片(field－programmable gate array，即现场可编程门阵列)。第二套vpx设备20用于配适探干一体化信号验证单元，实现探测、干扰功能验证；雷达目标模拟单元在体制上参考机载火控雷达技术特点进行设计。第二套vpx设备20通过fpga芯片模拟出雷达信号，分别经双通道dac输入到第一vpx设备的fpga芯片中，经过双通道adc分别进行信号探测参数的测量以及相干解调。其中，测量好的信号探测参数分成两路，一路进入dsp芯片，对fpga上报的pdw数据流进行信号分选；另一路生成发射信号波形，通过通道dac输出到第二vpx设备中的adc通道，adc采集的数据经过下变频、抽样环节后，在fpga芯片(植入数字储频算法)完成距离延迟，经过多普勒调制模块叠加多普勒频率，再经过幅度调制后，多路信号叠加后再经过duc模块，输出给dac形成闭环。第二套vpx设备20发射信号波形定时与第一套vpx设备10输出的模拟雷达信号进行相干解调，并将解调信号经过探干信号处理，与信号分选后的结果融合完成探干数据处理，得到验证后的探干一体化共享信号数据。
86.在本实用新型中，vpx设备的中频点设在1.8ghz，如果需要更高的频点则通过上/下变频模块进行扩展，这种设计更为实用，满足当前功能并保留扩展性，提升了费效比；微波组件可以根据具体的实验进行更换，以满足频段需求。
87.在本实用新型中，第一套vpx设备10与第二套vpx设备20中的主控板型号为vpx-nh3630，包括网口，扩展接口usb1，以及hdmi接口。vpx设备中的主控板型号为vpx-nh3630的规格参数为：
88.a、采用intel第6代h系列芯片组，支持e3以及core
tm
i7等高性能处理器。
89.b、支持板载16gb ddr4内存。
90.c、支持pcie gen3扩展接口。
91.d、支持4路网络。
92.e、板载128gb ssd。
93.f、vpx导冷型结构，无风扇设计；支持xmc接口。
94.vpx主控板接口定义见表1－表3。
95.[0096][0097][0098]
在本实用新型中，vpx设备中的信号处理板型号为vpx2500，其参数为：
[0099]
a、双通道2.6gsps 12-bit adc输入
[0100]
输入最大功率8dbm
[0101]
输入频率范围1mhz～5ghz
[0102]
b、双通道12.6gsps 16-bit dac输出
[0103]
最大输出功率0dbm
[0104]
输出频率范围10mhz～5ghz
[0105]
c、参考时钟
[0106]
内参考：25mhz
5single-endedgap*ga4*gnd gndsmosml6single-endedga3*ga2*gnd gndgal*gao*7differential gnd
ꢀꢀꢀꢀꢀ
8differentialgndclk_vpx_nclk_vpx_pgndres_bus_nres_bus_pgnd
[0118]
vpx2500信号处理板p1接口参数为表5：
[0119] row grow frow erow drow crow brow a1 gnddp1_txo_ndp1_txo_pgnddp1_rxo_ndp1_rxo_p2gnddp1_tx1_ndp1_tx1_pgnddp1_rx1_ndp1_rx1_pgnd3p1-vbatgnddp1_tx2_ndp1_tx2_pgnddp1_rx2_ndp1_rx2_p4gnddp1_tx3_ndp1_tx3_pgnddp1_rx3_ndp1_rx3_pgnd5sys_con*gnddp2_txo_ndp2_txo_pgnddp2_rxo_ndp2_rxo_p6gnddp2_tx1_ndp2_tx1_pgnddp2_rx1_ndp2_rx1_pgnd7gnddp2_tx2_ndp1_tx2_pgnddp2_rx2_ndp2_rx2_p8gnddp2_tx3_ndp2_tx3_pgnddp2_rx3_ndp2_rx3_pgnd9rs232_txognddiff_outo_ndiff_outo_pgnddiff_ixo_ndiff_ino_p1ognddiff_out1_ndiff_out1_pgnddiff_in1_ndiff_in1_pgnd11rs232_rxognddiff_out2_ndiff_out2_pgnddiff_in2_ndiff_in2_p12gnddiff_out3_ndiff_out3_pgnddiff_in3_ndiff_in3_pgnd13rs232_tx1gnddiff_out4_ndiff_out4_pgnddiff_in4_ndiff_in4_p14gnddiff_out5_ndiff_out5_pgnddiff_in5_ndiff_in5_pgnd15rs232_rx1gndsfp_rxo_nsfp_rxo_pgndsfp_txo_nsfp_txo_p16gndsfp_rx1_nsfp_rx1_pgndsfp_txl_nsfp_txl_pgnd
[0120]
在本实用新型中，vpx系统主控板和信号处理板之间通过4x的pcie接口进行互联，主控板通过com2和信号处理板相连，主控板的com1配置为485模式，控制上下变频模块及频率源模块。频率源模块可输出本振给上下变频模块及信号处理板。
[0121]
本实用新型的一种探干一体化共享信号验证平台，主要功能包括：探干一体化信号验证；雷达目标模拟和雷达信号模拟；具体功能实现依托于信号处理fpga模块与信号处理dsp模块。
[0122]
1)、探干一体化信号验证单元在系统总体结构中默认划归第一vpx设备(vpx系统功能可互易)，是整个验证平台的核心功能区。使用者需要根据已经通过严格推导的探干一体化共享信号数学模型，完成fpga模块与信号处理dsp模块的程序编写，这种可重复编程的方式最大程度保证该平台的通用性，即具有对任意探干一体化共享信号数学模型的匹配能力。
[0123]
通常探干一体化信号验证单功能的信号处理可以理解为两种情况：是一部具有探测干扰功能的雷达；或者是一部具有探测功能的探测干扰机。
[0124]
a、fpga中的信号处理功能
[0125]
参数生成：解析x86通过pcie下发的装订参数、校准系数、工作参数，并且根据这些参数生成需要的频率控制字、滤波器系数、时序控制参数、多普勒频率偏移，下发给fpga的各个模块。
[0126]
工作状态监控：监控关键节点的工作状态、通信状态信息，通过pcie上传给x86。
[0127]
时序控制：根据工作模式、时序控制参数生成系统所需时序。
[0128]
agc：通过数字检波计算当前平均功率，与所需的rgc上下限值比较来生成所需的
agc控制码。
[0129]
正交数字下变频：将采样后的数据下变频到基带，并且使用滤波器过滤高频信号后，进行抽取，生成低数据率的同相信号、正交信号。
[0130]
校正值加载：存储x86下发的当前频点校正系数，根据校正公式对和差通道进行幅相校正。
[0131]
多普勒补偿：根据dsp下发的多普勒频率偏移生成对应nco，复数域混频后得出想要的信号。
[0132]
脉冲压缩：利用fft将时域信号变换到频域，根据波形选取rom对应的脉冲压缩系数域频域信号进行相乘，然后做ifft，完成对信号的匹配滤波。
[0133]
数据整合：将信号根据prt和cpi整合打包通过pcie发送给x86。
[0134]
参数测量：将adc采集的信号进行参数测量，输出pdw脉冲描述字给x86再做后续的处理。
[0135]
dac接口软件控制：配置dac芯片，将脉压、mtd后的信号直接转化为模拟信号输出。
[0136]
adc接口软件控制：配置adc芯片，使adc芯片能完成采样功能。
[0137]
b、dsp中的信号处理功能
[0138]
数据解析：解析fpga通过pcie上报的校正值和工作状态信息，数据上报模块。
[0139]
数据上报：将测得的目标数据、校正值、工作状态信息通过以太网上报给终端。
[0140]
参数解析与计算：解析上位机下发的校准系数、工作参数，并且将装订距离、偏移速度等信息计算为波形、频率控制字等fpga控制参数。
[0141]
参数下发：将计算转换后的参数通过pcie下发给fpga。
[0142]
动目标显示：三次延时对消，形成零频抑制，可根据气象杂波频谱在指定通道抑制。
[0143]
动目标处理：在将数据按慢时间重排后，进行n点的fft积累，形成指定频率的抑制，在远区用fir滤波器组进行气象杂波抑制。
[0144]
距离维cfar：数据重排为距离门维数据后，通过go-cfar算法滤除噪声和杂波。
[0145]
点迹凝聚：进行点迹的分辨与归并处理，首先滤除虚假点迹，然后分辨出不同目标的点迹数据并将属于同一个目标的点迹数据归并在一起。
[0146]
目标参数解算：估计目标的频移和时延来计算目标速度和距离，通过和差比幅计算目标角。
[0147]
信号分选：对fpga上报的pdw数据流进行分选。
[0148]
c、输出
[0149]
探测数据处理结果：输出一体化信号探测数据处理，验证其探测能力。
[0150]
干扰效果评估：输出一体化信号进入目标后的干扰效果，验证其干扰能力。
[0151]
探测数据处理结果：输出对非协作目标信号的参数测量和信号处理结果，实现对目标工作状态的连续监测。
[0152]
2)、雷达信号模拟与雷达目标模拟功能设计
[0153]
雷达信号模拟单元与雷达目标模拟单元划归第二vpx设备(vpx系统功能可互易)，是整个验证平台的辅助功能区。使用者需要根据验证需求对雷达信号与雷达目标进行初始化配置，以满足特定探干一体化共享信号的验证条件。
[0154]
a、雷达信号模拟器
[0155]
雷达信号发生器由dds查找表、相位产生器、时序发生器模块、天线扫描等模块组成。
[0156]
时序发生器模块用于产生pri信号及触发信号。pri信号作为脉冲调制信号，对dds查找表输出的连续波信号进行脉冲调制，再经过天线扫描调制和幅度调制后最终输出。
[0157]
b、雷达目标模拟器实现方案
[0158]
为雷达目标模拟器的顶层设计，adc采集的数据经过下变频、抽样环节后在drfm模块完成距离延迟，然后经过多普勒调制模块叠加多普勒频率，再经过幅度调制后，多路信号叠加后再经过duc模块，输出给dac。
[0159]
控制板将目标的初始参数及控制参数输出给目标参数计算单元，目标参数计算单元输出各个目标的距离、速度和幅度。

技术特征：
1.一种基于探干一体化共享信号的野外探测验证平台，包括有第一套vpx设备(10)、第二套vpx设备(20)；其特征在于：还包括用于放置第一套vpx设备(10)与第二套vpx设备(20)的框架体；框架体包括有上部驱动组件(1)、下部驱动组件(2)、支撑轴(3)、上盖板(5)、底座(6)、电机安装梁(7)以及连接在上盖板(5)与底座(6)之间的四根立柱；四根立柱设置在上盖板(5)与底座(6)之间的四个角上；电机安装梁(7)设置在同一侧的两根立柱之间；支撑轴(3)设置在上盖板(5)与底座(6)之间；第一套vpx设备(10)放置在a连接板(1h)上；第二套vpx设备(20)放置在b连接板(2h)上；在上部驱动组件(1)中，a直流电机(1a)的输出轴上连接有a减速器(1b)，a减速器(1b)的输出轴(1b 1)上连接有a外齿圆形齿轮(1d)；a外齿扇形齿轮(1e)的通孔内放置有a深沟球轴承(1f)，a深沟球轴承(1f)安装在a轴承座(1g)的a轴承段(1g2)上；a深沟球轴承(1f)的外圈与a外齿扇形齿轮(1e)的通孔内壁为活动装配，a深沟球轴承(1f)的内圈与a轴承座(1g)的a轴承段(1g2)为固定装配；a轴承座(1g)的通孔内套接有支撑轴(3)；a外齿扇形齿轮(1e)的a轴承连接头(1e3)上安装有a连接板(1h)的一端；在下部驱动组件(2)中，b直流电机(2a)的输出轴上连接有b减速器(2b)，b减速器(2b)的输出轴(2b 1)上连接有b外齿圆形齿轮(2d)；b外齿扇形齿轮(2e)的通孔内放置有b深沟球轴承(2f)，b深沟球轴承(2f)安装在b轴承座(2g)的b轴承段(2g2)上；b深沟球轴承(2f)的外圈与b外齿扇形齿轮(2e)的通孔内壁为活动装配，b深沟球轴承(2f)的内圈与b轴承座(2g)的b轴承段(2g2)为固定装配；b轴承座(2g)的通孔内套接有支撑轴(3)；b外齿扇形齿轮(2e)的b轴承连接头(2e3)上安装有b连接板(2h)的一端；支撑轴(3)上设有上部限位台(3c)；支撑轴(3)的轴上端(3a)置于上盖板(5)的e凸圆柱(5b)的e轴孔(5c)中；支撑轴(3)的轴下端(3b)置于底座(6)的f凸圆柱(6b)的f轴孔(6c)中；上部驱动组件(1)中的a轴承座(1g)安装在上部限位台(3c)处；下部驱动组件(2)中的b轴承座(2g)安装在支撑轴(3)的上部限位台(3c)下方；上盖板(5)的下面板(5a)上设有e凸圆柱(5b)，e凸圆柱(5b)的中心是e轴孔(5c)；e轴孔(5c)内用于放置支撑轴(3)的轴上端(3a)；底座(6)的上面板(6a)上设有f凸圆柱(6b)，f凸圆柱(6b)的中心是f轴孔(6c)；f轴孔(6c)内用于放置支撑轴(3)的轴下端(3b)；电机安装梁(7)上固定安装上部驱动组件(1)的第一l型连接架(1c)、下部驱动组件(2)的第二l型连接架(2c)。2.根据权利要求1所述的基于探干一体化共享信号的野外探测验证平台，其特征在于：第一套vpx设备(10)与第二套vpx设备(20)的硬件配置完全相同；第一套vpx设备(10)用于对探干一体化信号进行验证，第二套vpx设备(20)用于对雷达信号及雷达目标进行模拟。3.根据权利要求1所述的基于探干一体化共享信号的野外探测验证平台，其特征在于：第一套vpx设备(10)与第二套vpx设备(20)中的上/下变频模块和频率源模块是扩展组件，用于扩展频段。4.根据权利要求1所述的基于探干一体化共享信号的野外探测验证平台，其特征在于：第一套vpx设备(10)与第二套vpx设备(20)中的主控板型号为vpx-nh3630，包括网口，扩展接口usb 1，以及hdmi接口。
5.根据权利要求1所述的基于探干一体化共享信号的野外探测验证平台，其特征在于：第一套vpx设备(10)与第二套vpx设备(20)中的信号处理板选用vpx2500，包括双通道2.6gsps 12-biadc输入，双通道dac输出，参考时钟和fpga芯片。6.根据权利要求1所述的基于探干一体化共享信号的野外探测验证平台，其特征在于：外齿圆形齿轮与外齿扇形齿轮的齿数比为31:65。7.根据权利要求1所述的基于探干一体化共享信号的野外探测验证平台，其特征在于：框架体中的支撑轴(3)、上盖板(5)、底座(6)和电机安装梁(7)为不锈钢材质。8.根据权利要求1所述的基于探干一体化共享信号的野外探测验证平台，其特征在于：框架体中的四根立柱为轻质材质。

技术总结
本实用新型公开了一种基于探干一体化共享信号的野外探测验证平台，其包括有第一套VPX设备(10)、第二套VPX设备(20)和框架体；框架体包括有上部驱动组件(1)、下部驱动组件(2)、支撑轴(3)、上盖板(5)、底座(6)、电机安装梁(7)以及连接在上盖板(5)与底座(6)之间的四根立柱。四根立柱设置在上盖板(5)与底座(6)之间的四个角上；支撑轴(3)设置在上盖板(5)与底座(6)之间；电机安装梁(7)设置在同一侧的两根立柱之间；上部驱动组件(1)与下部驱动组件(2)安装在电机安装梁(7)上；第一套VPX设备(10)放置在A连接板(1H)上；第二套VPX设备(20)放置在B连接板(2H)上。本实用新型野外探测验证平台能够在夹角下实现一套VPX设备的信号波形的探测，另一套VPX设备的干扰信号的发射。另一套VPX设备的干扰信号的发射。另一套VPX设备的干扰信号的发射。


技术研发人员：陈超 李云鹏 李鑫 于颖 张兵 曹文焕 高梦竹 孙杨
受保护的技术使用者：中国人民解放军空军航空大学
技术研发日：2023.03.23
技术公布日：2023/9/16