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利用基于高级触发的多通道脉冲分析测量雷达预警接收机的特性


  来源: 罗德与施瓦茨 时间:2021-03-31 编辑:清风
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在现代战争中,雷达是一种不可或缺的电子技术装备,起到远距离获取信息、预警探测和态势感知的作用。如今,雷达已被广泛应用于检测地面、海上、空中、空间甚至地下的目标,主要应用领域包括军事(如防空、导弹制导、火控、战场目标侦测等)、遥感(如气象、测绘等)、空中交通管制ATC、飞行导航和安全、太空探测等。


根据原理不同,雷达又可以分为连续波雷达、调频连续波雷达、脉冲多普勒雷达、脉冲压缩雷达、捷变频雷达、动目标检测雷达、单脉冲雷达、合成孔径雷达、相控阵雷达等。无论哪种雷达,发射机和接收机都是重要的组成部分,因为在雷达硬件的研发过程中,发射机和接收机需要做大量的测试工作,所以也是我们关注的重点。



相位差是测量测向(DF)场景时的关键参数。分析DF设备时,需要先测定相位差,然后再测量方位角等其他参数。罗德与施瓦茨(简称R&S公司)的VSE-K6A多通道脉冲分析软件和示波器相结合, 即使在复杂环境中也能利用测试设备的高级触发功能测量相位差。



我们的任务


雷达预警接收机(简称RWR)通常由多个接收机组成,评估这些接收机以确定输入雷达脉冲的方向。一般而言,接收机数量越多,方位的角度精度越高。 测向方法因相关应用场景而异,一般包括到达时间差法(TDOA)和相关干涉法。在任何情况下,都需要使用相位相参接收机来测量接收机之间的相位差。研发阶段的接收机性能测量在理想条件下进行,通常也会在更为严苛的场景中进行。


我们的解决方案


R&S公司RTO和RTP示波器输入通道可用于采集时间相参信号。支持调整测量装置可能导致的偏移。高级触发功能可以隔离并更加详细地分析事件。下文将说明一个具有挑战性的场景,并展示示波器作为调试工具的强大功能。


测试设置


该测量装置包括Pulse Sequencer脉冲序列生成软件以模拟X频段(8 GHz至12 GHz)的应用场景, 和双通道SMW200A矢量信号发生器以提供所需信号。RTP示波器和VSE矢量信号分析软件执行分析。为了展示相位差,示例只模拟RWR的两个天线。这两个天线分别位于飞机的右舷和左舷翼尖,彼此相距11米。此外,为了确保模拟更加简单,每个物体都放置在相同的高度,仅保留两个维度(即横坐标和纵坐标)。


图 1: RWR的空间配置,接收器向左舷和右舷稍微倾斜


应用情景通常不会静止不变,RWR必须应对不断变化的场景。示例场景包含一个移动发射机(产生不同的幅度) 和一个固定发射机。RWR保持静止。在X频段工作的机载雷达(巡逻机)追踪RWR并相对其横向移动。另有一个在X频段工作的雷达(地面雷达),且其在RWR输入端的功率电平与机载雷达相近。此雷达在RWR分析中充当干扰器。


地面雷达和机载雷达所发射脉冲的脉冲重复间隔(PRI)和功率电平相近。地面雷达信号在左舷接收机处较弱,在右舷接收机处较强,而机载雷达的功率电平在左舷接收机处最大, 并随着机载雷达移过RWR而逐渐减小,并在右舷接收机处恢复到最大。


在DF场景中测定相位差非常重要。简单地初步触发 RTP示波器接收的两个信号,得到相当复杂的视图。示波器针对两个接收机显示一个持续时间为5 μs的脉冲和5 μs信号周围随机分布的一个1 μs间歇信号。事实上,这是使用Pulse Sequencer脉冲序列生成软件的模拟场景的预定义值。


图 2: 仅在自动触发的情况下,无法实现稳定的触发。但是,可以建立该场景的第一概览以确定适当的触发条件。


如上所述,地面雷达频繁发射脉冲,这些脉冲不应纳入分析。飞机的模拟移动范围为3 km,横越速度为400 m/s, 单程耗时约7.5 秒。在此期间,飞机可能会发射约75000 次脉冲。示波器无法一次性采集7.5秒,因为这需要高达 600 G(2 × 40 Gsample/s × 7.5 s)的存储深度。必须利用合适的触发条件隔离时域中的1 μs脉冲信号。


关键词:雷达 测量 罗德与施瓦茨    浏览量:13758

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