雷达测试系统发展探析论文_袁家宝

雷达测试系统发展探析论文_袁家宝

中国电子科技集团公司第三十八研究所 安徽省 合肥市 230031

摘要:雷达是现代化科学技术发展下的新兴产物,通过利用雷达技术构建雷达检测系统,可将其运动到多种发展行业,推动现代化科学技术的进程,提高雷达技术的稳定性、可靠性。

关键词:雷达测试系统;发展与应用;探究策略

雷达是通过利用无线电寻找目标,并对目标在空间中的位置进行检测,因此,雷达又被称为“无线电定位技术”。本文将针对雷达测试系统的特点与测试系统组成进行分析,了解雷达测试系统的发展与应用。

一、雷达测试系统的产生与发展

雷达起源于英国与德国的交战时期,因英国需要一种技术对德国飞机进行搜集,实现反空袭作战。因此,二战期间所产生的雷达技术具有空空火控、空地轰炸、地空搜索、敌我识别等功能。二战结束后,雷达技术得到新的发展,通过大量研究学者对雷达技术不断研究,逐步性形成单脉冲角度跟踪雷达体制、脉冲多普勒信号处理雷达体制、合成孔径和脉冲压缩的高分辨率雷达体制、结合敌我识别的组合系统雷达体制、结合计算机的自动火控系统雷达体制、地形回避和地形跟随雷达体制、无源或有源的相位阵列雷达体制、频率捷变雷达体制、多目标探测与跟踪雷达体制等。随着微电子等科学技术的不断发展,对雷达技术产生一定的影响,不但扩大了雷达技术研究领域,还增加了雷达技术的各项功能。如今雷达探测技术已经从传统单一的探测器技术,演变出多种探测技术,例如红外光探测技术、紫外光探测技术、激光探测技术以及其他种类的光学探测技术。

二、雷达测试系统的组成与作用

雷达测试系统的类型有很多,其基本原理大致相同,基本组成结构大体一致,主要由发射机、发射天线、接收机、接收天线,处理部分、显示器组成,并运用电源设备、数据录取设备、抗干扰设备等辅助性设备。例如单基地脉冲雷达测试系统,其基础结构如图1所示,主要由发射机、发射天线、信号处理机、终端设备等构成。当雷达测试系统中的发射机工作时会产生辐射所需的脉冲功率,因此,由发射机所产生的脉冲功率强度符合实际测试需求,是一种重复周期为“Tr”、波形脉冲宽度为“τ”的高频脉冲串。在雷达测试系统中所运用到的发射机主要有两种形式,一种是直接振荡式发射机,另一种是功率放大式发射机。其中,“直接振荡式发射机”是通过控制脉冲调制器使发射机所产生的高频脉冲功率能够直接被馈送到天线中,例如磁控管振荡器;“功率放大式发射机”是将具有较高稳定性的频率源作为频率基准,例如频率综合器,并将低功率电平上所产生的高频脉冲串波形作为激励信号,通过发射机对脉冲功率,将功率馈给天线,例如主振放大式发射机。因此,功率放大式发射机的频率稳定度相对较高,每次辐射相参,为回波信号作相参处理工作提供可靠信息,与此同时功率放大时发电机还能够产生多种具有复杂性的脉压波形,以此满足雷达测试系统的各种需求。从发射机输出的功率能够直接馈送给天线,然后由天线向空间进行辐射。

图1 单基地脉冲雷达测试系统基础结构示意图

三、雷达测试系统的应用特点

雷达性能参数测量工作被融入到雷达装备各个运行阶段,例如技术等级鉴定、雷达验收、维护检修等工作中,实现全寿命周期检测,因此雷达性能参数测量工作是一项基础性技术工作,是判断雷达技战术性能指标是否满足质量要求与技术指标的重要手段。因此,雷达性能参数测量的应用能够保证雷达装备设计具有较高的合理性与科学性,有效降低生产调试成本,提高雷达装备在使用过程中的可信度,使雷达装备能够在整个工作过程有一个良好的工作状态,最大程度上发挥雷达装备的战斗力,提高雷达装备的应用价值。

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通过对雷达测试系统进行研究,能够对雷达装备战术性能进行正确评估,了解雷达装备的技术状态,为雷达部队指挥员的作战使用、监控空中目标、搜索目标提供可靠的理论依据,同时能够对雷达装备故障进行系统定位,提升雷达装备质量,延长设备使用寿命。因此,对雷达测试系统工作是雷达装备研制人员、验收人员、使用人员、维修人员的必备工作。

雷达设备出厂前,需要对其进行军检验收工作,对雷达整机以及雷达的各分系统性能指标进行测试标定,了解雷达运行状态,一旦发现雷达性能发生改变,需要及时对其进行调整与修理,在最短的时间内处理雷达故障,使雷达系统能够拥有一个良好的运行状态。雷达在实际应用阶段性能突变现象时有发生,严重降低雷达实际作战性能,例如探测性能下降就是雷达的一种典型故障,因发射功率下降、接收机增益下降、馈线损耗增加等产生,因此雷达设备在投入使用前应对其进行试用。由此可将,雷达参数测量具有以下六个方面的特点:其一,雷达参数种类多,测量内容具有复杂性与多样性;其二,雷达测量频率范围宽,测量内容具有延展性与广泛性;其三,雷达参数变化范围广、精确度要求高,测量过程具有动态性与精确性;其四,雷达测量影响因素多,测量过程具有突发性与多变性;其五,雷达测量手段复杂,测量方法具有灵活性与繁杂性;其六,雷达测量技术发展快,测量历程具有发展性与时代性。

四、雷达测试系统的创新与突破

21世纪是信息时代,互联网、物联网、云计算、大数据技术不断到来,加快雷达测试系统的发展与变革,有效带动虚拟仪器技术的发展。将虚拟仪器技术运用到雷达测试系统中,实现雷达测试系统的变革。因电子战技术的迅猛发展,现代战场日益激烈,对雷达技术要求越来越高,雷达测试系统不但需要具备模块化、系列化、通用化,还需要具备机动性、便携性、可靠性、高精度等特点,拥有防辐射、防电磁干扰等功能。因此,引入人工智能思想、实现普遍模块化、提高通用性、推广网络化、数据化是雷达测试系统的必然要求,通过运用虚拟仪器技术就能够将多种模块化仪器结合在一起,实现雷达测试系统的联合,与传统雷达测试系统相比具有较高的应用优势。具体主要表现在以下五个方面:其一,充分发挥计算机性能。运用虚拟仪器技术的雷达测试系统能够利用计算机软件完成硬件仪器的功能,有效节约系统的硬件资源,增强雷达测试系统的灵活性与便捷性,降低测试误差,同时利用计算机与数学算法,实现对雷达参数测试数据的实时分析,构建友好型用户界面,增强用户体验感,实现雷达测试系统的人性化与友好化;其二,强大的数据处理能力。在计算机技术、网络通信技术等先进科学技术的推动下,雷达测试系统能够实现对数字信号的全面处理,提高数据分析速度与精确性;其三,实现雷达测试系统的模块化。能够按照不同雷达系统的要求与标准,构建不同仪器硬件模块,增加虚拟仪器系统互联功能,实现雷达测试系统的网络化;其四,测试快捷、方便。利用虚拟仪器技术的雷达测试系统仅对雷达信号实施单次采样,变能够实现对不同硬件模块的分析与处理,同时获取雷达的各项参数数据;其五,雷达测试系统维护成本低、建立时间短。虚拟仪器技术的雷达测试系统更新时间短,具有良好的扩展性。

总结:

近年来,我国的雷达技术获得了飞快的发展。通过雷达测试系统的建立为雷达技术的应用与发展提供突破性进步,使雷达技术在使用过程中具有较高的稳定性、可靠性及延展性。因此,本文通过对雷达测试系统起源发展、组成作用及其特点创新进行分析总结。

参考文献:

[1]郑昊莺. 基于LabVIEW的网络化雷达测试系统设计与实现[D].大连理工大学,2015.

[2]陈涛. 雷达测试系统的测试方法及其实现[D].西安电子科技大学,2014.

[3]钟志华. 一种通用雷达自动化测试设备的研究及其应用[D].哈尔滨工程大学,2011.

[4]刘振吉,高世鹰,冉启友.雷达高度表灵敏度测试系统的参数化设计方法[J].计算机测量与控制.2016(05)

论文作者:袁家宝

论文发表刊物:《防护工程》2018年第1期

论文发表时间:2018/5/18

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