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      利用基于高級觸發的多通道脈沖分析測量雷達預警接收機的特性


        來源: 羅德與施瓦茨 時間:2021-03-31 編輯:清風
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      在現代戰爭中,雷達是一種不可或缺的電子技術裝備,起到遠距離獲取信息、預警探測和態勢感知的作用。如今,雷達已被廣泛應用于檢測地面、海上、空中、空間甚至地下的目標,主要應用領域包括軍事(如防空、導彈制導、火控、戰場目標偵測等)、遙感(如氣象、測繪等)、空中交通管制ATC、飛行導航和安全、太空探測等。


      根據原理不同,雷達又可以分為連續波雷達、調頻連續波雷達、脈沖多普勒雷達、脈沖壓縮雷達、捷變頻雷達、動目標檢測雷達、單脈沖雷達、合成孔徑雷達、相控陣雷達等。無論哪種雷達,發射機和接收機都是重要的組成部分,因為在雷達硬件的研發過程中,發射機和接收機需要做大量的測試工作,所以也是我們關注的重點。



      相位差是測量測向(DF)場景時的關鍵參數。分析DF設備時,需要先測定相位差,然后再測量方位角等其他參數。羅德與施瓦茨(簡稱R&S公司)的VSE-K6A多通道脈沖分析軟件和示波器相結合, 即使在復雜環境中也能利用測試設備的高級觸發功能測量相位差。



      我們的任務


      雷達預警接收機(簡稱RWR)通常由多個接收機組成,評估這些接收機以確定輸入雷達脈沖的方向。一般而言,接收機數量越多,方位的角度精度越高。 測向方法因相關應用場景而異,一般包括到達時間差法(TDOA)和相關干涉法。在任何情況下,都需要使用相位相參接收機來測量接收機之間的相位差。研發階段的接收機性能測量在理想條件下進行,通常也會在更為嚴苛的場景中進行。


      我們的解決方案


      R&S公司RTO和RTP示波器輸入通道可用于采集時間相參信號。支持調整測量裝置可能導致的偏移。高級觸發功能可以隔離并更加詳細地分析事件。下文將說明一個具有挑戰性的場景,并展示示波器作為調試工具的強大功能。


      測試設置


      該測量裝置包括Pulse Sequencer脈沖序列生成軟件以模擬X頻段(8 GHz至12 GHz)的應用場景, 和雙通道SMW200A矢量信號發生器以提供所需信號。RTP示波器和VSE矢量信號分析軟件執行分析。為了展示相位差,示例只模擬RWR的兩個天線。這兩個天線分別位于飛機的右舷和左舷翼尖,彼此相距11米。此外,為了確保模擬更加簡單,每個物體都放置在相同的高度,僅保留兩個維度(即橫坐標和縱坐標)。


      圖 1: RWR的空間配置,接收器向左舷和右舷稍微傾斜


      應用情景通常不會靜止不變,RWR必須應對不斷變化的場景。示例場景包含一個移動發射機(產生不同的幅度) 和一個固定發射機。RWR保持靜止。在X頻段工作的機載雷達(巡邏機)追蹤RWR并相對其橫向移動。另有一個在X頻段工作的雷達(地面雷達),且其在RWR輸入端的功率電平與機載雷達相近。此雷達在RWR分析中充當干擾器。


      地面雷達和機載雷達所發射脈沖的脈沖重復間隔(PRI)和功率電平相近。地面雷達信號在左舷接收機處較弱,在右舷接收機處較強,而機載雷達的功率電平在左舷接收機處最大, 并隨著機載雷達移過RWR而逐漸減小,并在右舷接收機處恢復到最大。


      在DF場景中測定相位差非常重要。簡單地初步觸發 RTP示波器接收的兩個信號,得到相當復雜的視圖。示波器針對兩個接收機顯示一個持續時間為5 μs的脈沖和5 μs信號周圍隨機分布的一個1 μs間歇信號。事實上,這是使用Pulse Sequencer脈沖序列生成軟件的模擬場景的預定義值。


      圖 2: 僅在自動觸發的情況下,無法實現穩定的觸發。但是,可以建立該場景的第一概覽以確定適當的觸發條件。


      如上所述,地面雷達頻繁發射脈沖,這些脈沖不應納入分析。飛機的模擬移動范圍為3 km,橫越速度為400 m/s, 單程耗時約7.5 秒。在此期間,飛機可能會發射約75000 次脈沖。示波器無法一次性采集7.5秒,因為這需要高達 600 G(2 × 40 Gsample/s × 7.5 s)的存儲深度。必須利用合適的觸發條件隔離時域中的1 μs脈沖信號。


      關鍵詞:雷達 測量 羅德與施瓦茨    瀏覽量:15308

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