雷达回波模拟器是一种通过模拟各类回波信号还原测试场景,验证雷达功能模块的设备。雷达回波模拟器以其经济、灵活、稳定性高和可重复性等优点,成为雷达系统研发和性能指标测试中不可或缺的技术装备。本文针对雷达研发周期长、测试成本高、外场搭建难度大等问题,设计并研发一套多板卡集成的雷达回波模拟器系统。该系统主要用于模拟弹载雷达接收到的舰船目标回波、海杂波和干扰信号,并对回波信号进行信号处理和算法演示验证,解决了目前弹载信号处理机绝大多数软硬件功能测试都依赖雷达引导头整机的问题。雷达回波模拟器采用软硬件相结合的设计方式,使系统既符合不同种类回波信号实时输出的要求,又满足不同雷达系统和各种应用场景的需求。本文完成的主要工作概括如下:1.深入研究雷达回波模拟基础理论,仿真了四种分布的杂波及各种干扰回波样式。通过复合海表面法建模海平面,并模拟生成海杂波信号。2.搭建一台CPCI总线架构的便携式一体机。回波模拟板作为系统核心部分,采用Xilinx公司高性能V7系列FPGA芯片,主要完成目标回波生成和雷达回波合成。大容量SATA存储板采用FPGA K7主控芯片,用于存储海杂波和干扰信号,通过高速连接器与回波模拟板进行实时高速通信。主控板设计与电脑主板类似,运行上位机软件。3.从软件需求出发,设计了以界面应用层、业务逻辑层、数据链路层以及通信协议层为主体的四层上位机软件。在VS平台基于MFC实现人机交互界面设计,完成了下达参数指令、加载海杂波及干扰数据、实时采集回波数据、智能算法处理、波形展示等功能模块的开发。4.基于DDS生成线性调频信号,硬件实现参数计算、弹目轨迹模拟、距离延时控制、多普勒调制、数字上变频、数模转换、回波上传等模块。结合舰船目标回波模拟的任务需求,基于强散射点和舰船转动模型,对海面运动舰船目标进行建模仿真,并设计RAM移位寄存器实现面目标回波模拟。5.对FPGA硬件实现的弹目运动轨迹、点目标和面目标回波信号与Matlab仿真结果进行对比,实验结果表明本文所提方法的有效性及合理性。完成软硬件联调测试,系统运行稳定,数据双向通路正常,测试结果有效验证了本系统设计的合理性和功能的完整性。