專(zhuān)利名稱(chēng)：雷達(dá)功率信噪比原位測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種不拆卸雷達(dá)外罩，原位罩外直接測(cè)試?yán)走_(dá)接收信噪比與輻射功率測(cè)試方法。
背景技術(shù)：
目前機(jī)載雷達(dá)己能提供較為完善的BIT自檢功能，可覆蓋整個(gè)系統(tǒng)的97%左右，可對(duì)除天饋系統(tǒng)外的整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)在使用維護(hù)中對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能、性能測(cè)試和故障檢測(cè)。但是由于雷達(dá)BIT還有3%的盲區(qū)，即無(wú)法覆蓋到雷達(dá)的天饋系統(tǒng)，給各型機(jī)載雷達(dá)的日常使用帶來(lái)了許多不確定性。經(jīng)常在地面雷達(dá)BIT均正常，但是飛機(jī)飛行時(shí)發(fā)現(xiàn)無(wú)法截獲目標(biāo)或者雷達(dá)作用距離嚴(yán)重下降。這類(lèi)故障在平時(shí)期可能不會(huì)帶來(lái)太大的損害，也就是飛機(jī)回到地面后根據(jù)飛行員的飛行報(bào)告進(jìn)行檢查，進(jìn)ー步排查故障，進(jìn)行維修；但若在 執(zhí)行緊急任務(wù)時(shí)，飛機(jī)上天后雷達(dá)無(wú)法截獲目標(biāo)或者作用距離下降，將帶來(lái)嚴(yán)重的甚至災(zāi)難性的后果。以往也有測(cè)試設(shè)備在外場(chǎng)對(duì)雷達(dá)的性能狀態(tài)進(jìn)行檢查，但是有如下缺點(diǎn)I.對(duì)雷達(dá)接收通道進(jìn)行測(cè)試時(shí)都是采用示波器來(lái)測(cè)試?yán)走_(dá)中頻相減信號(hào)，由于示波器的測(cè)試精度問(wèn)題無(wú)法用來(lái)對(duì)雷達(dá)進(jìn)行量化定標(biāo)；2.進(jìn)行雷達(dá)罩外功率測(cè)試吋，由于雷達(dá)天線波束較窄，一般為2度左右，所以無(wú)法使雷達(dá)天線對(duì)準(zhǔn)測(cè)試儀天線，這就造成了無(wú)法精確測(cè)量雷達(dá)的發(fā)射功率，即無(wú)法判斷雷達(dá)發(fā)射功率是否合格，只能判斷有無(wú)功率輻射出來(lái)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)載雷達(dá)罩外接收信噪比與輻射功率測(cè)試方法，該方法在不拆卸雷達(dá)罩和雷達(dá)各工作単元的條件下，用于外場(chǎng)原位對(duì)雷達(dá)發(fā)射機(jī)、接收機(jī)及天饋系統(tǒng)是否正常工作進(jìn)行檢查，以彌補(bǔ)雷達(dá)BIT無(wú)法對(duì)天饋系統(tǒng)進(jìn)行檢查的不足。為實(shí)現(xiàn)上述目的，研究開(kāi)發(fā)了ー套原位罩外接收信噪比與輻射功率測(cè)試方法，解決了以往無(wú)法在外場(chǎng)不拆卸雷達(dá)單元的條件下原位檢查雷達(dá)發(fā)射機(jī)、接收機(jī)及天饋系統(tǒng)是否正常工作的技術(shù)難題。當(dāng)雷達(dá)發(fā)射機(jī)工作時(shí)，罩外測(cè)試設(shè)備接收雷達(dá)發(fā)射信號(hào)，對(duì)接收到的雷達(dá)發(fā)射功率進(jìn)行標(biāo)定，通過(guò)與指標(biāo)值進(jìn)行對(duì)比可判斷發(fā)射機(jī)、天線及發(fā)射支路饋線是否正常；當(dāng)雷達(dá)的接收機(jī)工作時(shí)，罩外測(cè)試設(shè)備發(fā)射射頻信號(hào)，雷達(dá)通過(guò)天線進(jìn)行接收，經(jīng)過(guò)接收機(jī)和數(shù)據(jù)處理機(jī)處理后可得出接收機(jī)信噪比參數(shù)，將測(cè)試所得信噪比參數(shù)與理論值相對(duì)比可判斷接收機(jī)、天線及接收支路是否正常。在實(shí)際使用中由于罩外測(cè)試儀與筆記本之間距離達(dá)30米左右，而測(cè)試過(guò)程中測(cè)試程序需多次對(duì)罩外測(cè)試儀的狀態(tài)進(jìn)行控制并讀取測(cè)試參數(shù)，采用無(wú)線數(shù)傳作為筆記本和罩外測(cè)試儀之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉蛄菏直憬?。所以在設(shè)計(jì)中，選擇了收發(fā)一體的無(wú)線數(shù)傳模塊分別集成在筆記本和罩外測(cè)試儀中。在精確測(cè)出雷達(dá)通過(guò)天線罩后輻射出來(lái)的功率，可用來(lái)對(duì)雷達(dá)的狀態(tài)進(jìn)行定標(biāo)。發(fā)明主要由系統(tǒng)測(cè)試方法、無(wú)線數(shù)傳、升降天線等幾部分組成，以下詳細(xì)介紹各部分技術(shù)方案I.系統(tǒng)測(cè)試方法系統(tǒng)測(cè)試方法主要包括雷達(dá)天線尋找測(cè)試天線位置并進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)；利用接收機(jī)和信號(hào)處理機(jī)統(tǒng)計(jì)信號(hào)頻譜的方式獲得信號(hào)幅度信息；定點(diǎn)開(kāi)高壓進(jìn)行罩外功率測(cè)試。(I)天線對(duì)準(zhǔn)升降天線架設(shè)在距離雷達(dá)天線30米外的正前方，罩外測(cè)試儀輸出一個(gè)連續(xù)波信號(hào)通過(guò)喇叭天線輻射給雷達(dá)；控制雷達(dá)天線進(jìn)行十字掃描，先進(jìn)行俯仰掃描，找到最大點(diǎn)后在該俯仰位置再進(jìn)行方位掃描，又能找到ー個(gè)最大點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)就是雷達(dá)天線對(duì)準(zhǔn)喇叭天線的位置，通過(guò)這種方法解決了以往測(cè)試中雷達(dá)天線無(wú)法對(duì)準(zhǔn)測(cè)試天線的難題，為對(duì)雷達(dá)進(jìn) 行參數(shù)標(biāo)定打下了基礎(chǔ)。(2)統(tǒng)計(jì)信號(hào)頻譜本設(shè)計(jì)中創(chuàng)新采用了通過(guò)雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)處理后統(tǒng)計(jì)頻譜的方式來(lái)獲得雷達(dá)接收機(jī)噪聲電平及接收到的射頻信號(hào)電平，提高了測(cè)試精度同時(shí)又減少了外場(chǎng)設(shè)備量。(3)定點(diǎn)開(kāi)高壓本設(shè)計(jì)中通過(guò)先前的十字掃描找到最大點(diǎn)后讓雷達(dá)天線定點(diǎn)在該處對(duì)準(zhǔn)測(cè)試天線，在這種狀態(tài)下開(kāi)高壓，能精確測(cè)出雷達(dá)通過(guò)天線罩后輻射出來(lái)的功率，可用來(lái)對(duì)雷達(dá)的狀態(tài)進(jìn)行定標(biāo)。2.無(wú)線數(shù)傳在實(shí)際使用中由于罩外測(cè)試儀與筆記本之間距離達(dá)30米左右，而測(cè)試過(guò)程中測(cè)試程序需多次對(duì)罩外測(cè)試儀的狀態(tài)進(jìn)行控制并讀取測(cè)試參數(shù)，采用無(wú)線數(shù)傳作為筆記本和罩外測(cè)試儀之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉蛄菏直憬荨Ｋ栽谠O(shè)計(jì)中，選擇了收發(fā)一體的無(wú)線數(shù)傳模塊分別集成在軍用筆記本和罩外測(cè)試儀中。3.升降天線為了確保天線測(cè)試的準(zhǔn)確性，罩外測(cè)試需在雷達(dá)天線遠(yuǎn)場(chǎng)條件形成的條件下進(jìn)行，一般的機(jī)載雷達(dá)的遠(yuǎn)場(chǎng)在30米左右，為了使雷達(dá)天線抬頭5度以上，設(shè)計(jì)了最高可升高到6米左右的便攜式升降桿，該升降桿采用類(lèi)似收音機(jī)天線的抽拉式，使用方便。


圖I是本發(fā)明提供的接收信噪比與輻射功率測(cè)試方法使用示意2是本發(fā)明提供的升降天線結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式現(xiàn)場(chǎng)使用示意圖見(jiàn)圖1，具體測(cè)試流程如下a.在距離雷達(dá)天線正前方約30米處架設(shè)升降天線，為確保雷達(dá)天線上仰5度以上，升降天線一般升高到6米左右，按天線云臺(tái)刻度指示進(jìn)行調(diào)整，使喇叭天線的方向?qū)?zhǔn)雷達(dá)天線；b.連接好喇叭天線與罩外測(cè)試儀之間的射頻電纜；
c.連接好筆記本與雷達(dá)數(shù)據(jù)處理機(jī)之間的串ロ電纜；d.開(kāi)啟筆記本，運(yùn)行測(cè)試程序；e 開(kāi)啟罩外測(cè)試儀電源；f 開(kāi)啟雷達(dá)；g.測(cè)試程序控制雷達(dá)進(jìn)入噪聲統(tǒng)計(jì)狀態(tài)，獲得雷達(dá)無(wú)信號(hào)時(shí)的噪聲電平數(shù)據(jù)；(統(tǒng)計(jì)噪聲電平為1.02)
h.測(cè)試程序控制罩外測(cè)試儀輻射射頻信號(hào)；i.測(cè)試程序控制雷達(dá)天線進(jìn)行十字掃描，先進(jìn)行俯仰掃描，在俯仰掃描最大點(diǎn)上再進(jìn)行方位掃描，在方位上又會(huì)找到ー個(gè)最大點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)就是雷達(dá)天線指向測(cè)試天線的位置；！:找到的最大點(diǎn)為(0，8. 5)，0為方位，8. 5為俯仰}j.雷達(dá)天線指向該點(diǎn)，雷達(dá)接收機(jī)對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行頻譜統(tǒng)計(jì)，獲得信號(hào)幅度值，傳送給筆記本；k.測(cè)試程序通過(guò)該信號(hào)幅度值A(chǔ)和雷達(dá)接收機(jī)噪聲電平B進(jìn)行計(jì)算獲得信噪比參數(shù)；計(jì)算方法為2Olog會(huì)。(57.21)I.測(cè)試程序控制雷達(dá)天線定位在該最大點(diǎn)，控制罩外測(cè)試儀進(jìn)入功率測(cè)試狀態(tài)，控制雷達(dá)開(kāi)高壓進(jìn)行功率輻射；m.罩外測(cè)試儀通過(guò)無(wú)線方式將所測(cè)得的幅度測(cè)量Pc數(shù)據(jù)傳給筆記本；經(jīng)過(guò)計(jì)算獲得雷達(dá)罩外輻射功率參數(shù)Pt ;計(jì)算方法為Pt (dBm) = Pc-Ga+201og4 n +201ogR_201og A -Gc+Lc+La其中Pt為雷達(dá)罩外福射功率；P。為幅度測(cè)量數(shù)據(jù)；(本例中測(cè)試數(shù)據(jù)為-4. 3)Ga為雷達(dá)天線增益；(本例中雷達(dá)天線增益為33)Gc為測(cè)試?yán)忍炀€增益；(本例中測(cè)試?yán)忍炀€增益為20. 8)R為雷達(dá)天線與測(cè)試?yán)忍炀€之間距離；(本例中距離為30)A為雷達(dá)射頻信號(hào)波長(zhǎng)；(本例中信號(hào)波長(zhǎng)為0. 03125)Lc為測(cè)試電纜損耗；(本例中為43. 5)La為雷達(dá)發(fā)射饋線損耗(本例中為I)。(本例中將以上數(shù)據(jù)代入公式后計(jì)算得Pt= 68. IdBm)n.測(cè)試完成后測(cè)試程序關(guān)閉雷達(dá)；0.測(cè)試程序根據(jù)采集得到的信噪比參數(shù)與理論信噪比參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，雷達(dá)罩外輻射功率參數(shù)與理論設(shè)計(jì)合格指標(biāo)進(jìn)行比較，給出雷達(dá)是否正常的結(jié)論。其中雷達(dá)接收信噪理論設(shè)計(jì)合格指標(biāo)計(jì)算方法如下SNR = Pb+20466-Fn-Lt-Lc+101og (Tr X Nfft) _201og4 n _201ogR+201og A +Ga+Gc-30其中SNR為雷達(dá)接收信噪比理論設(shè)計(jì)合格指標(biāo)Pb為罩外測(cè)試儀輸出連續(xù)波功率；(本例中為-4. 8)Fn為雷達(dá)接收機(jī)噪聲系數(shù)；(本例中為3. 5)Lt為雷達(dá)接收饋線損耗；(本例中為2)
Lc為測(cè)試電纜損耗；(本例中為43. 5)Tr為雷達(dá)信號(hào)處理脈寬；(本例中為IX 10_6)Nfft為雷達(dá)信號(hào)處理積累次數(shù)；(本例中為256)Ga為雷達(dá)天線增益；(本例中雷達(dá)天線增益為33)Gc為測(cè)試?yán)忍炀€增益；(本例中測(cè)試?yán)忍炀€增益為20. 8)R為雷達(dá)天線與測(cè)試?yán)忍炀€之間距離；(本例中距離為30)A為雷達(dá)射頻信號(hào)波長(zhǎng)；(本例中信號(hào)波長(zhǎng)為0. 03125)(將以上數(shù)據(jù)代入公式后計(jì)算SNR= 57. 06) (對(duì)比結(jié)果實(shí)測(cè)接收信噪比參數(shù)為57.21，理論計(jì)算為57. 06，實(shí)測(cè)指標(biāo)優(yōu)于所需的合格指標(biāo)，測(cè)試結(jié)論為合格對(duì)比實(shí)測(cè)雷達(dá)罩外福射功率Pt = 68. IdBm,出廠設(shè)計(jì)指標(biāo)為67dBm,實(shí)測(cè)指標(biāo)優(yōu)于所需的合格指標(biāo)，測(cè)試結(jié)論為合格)紅色的為實(shí)際計(jì)算和測(cè)試參數(shù)上述實(shí)施方式只為說(shuō)明本發(fā)明之用，而并非是對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在此基礎(chǔ)上，還可以做出多種變更和改進(jìn)方案，而不脫離本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍。本申請(qǐng)的權(quán)利要求書(shū)中，希望已經(jīng)包含了符合本發(fā)明實(shí)質(zhì)和范圍的所有這些變更和改迸。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)載雷達(dá)罩外接收信噪比與輻射功率測(cè)試方法，其特征在于包括以下步驟 第一步，天線對(duì)準(zhǔn)，即喇叭天線設(shè)置在距離雷達(dá)天線罩外正前方的升降天線架上，罩外測(cè)試儀輸出一個(gè)連續(xù)波信號(hào)通過(guò)喇叭天線輻射給機(jī)載雷達(dá)；雷達(dá)天線進(jìn)行十字掃描，先進(jìn)行俯仰掃描，找到最大點(diǎn)后在該俯仰位置再進(jìn)行方位掃描，又能找到一個(gè)最大點(diǎn)，方位掃描后找到的這個(gè)最大點(diǎn)就是雷達(dá)天線對(duì)準(zhǔn)喇叭天線的位置； 第二步，統(tǒng)計(jì)信號(hào)頻譜，即在雷達(dá)天線對(duì)準(zhǔn)測(cè)試?yán)忍炀€后，雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)對(duì)雷達(dá)接收機(jī)收到的信號(hào)幅度進(jìn)行頻譜統(tǒng) 計(jì)，得到雷達(dá)接收機(jī)噪聲電平及接收到的測(cè)試信號(hào)電平，經(jīng)過(guò)計(jì)算得出雷達(dá)的接收信噪比參數(shù)； 第三步，定點(diǎn)開(kāi)高壓，即雷達(dá)天線通過(guò)俯仰和方位掃描后找到最大點(diǎn)并將雷達(dá)天線定點(diǎn)在該處對(duì)準(zhǔn)測(cè)試天線，在這種狀態(tài)下開(kāi)高壓，罩外測(cè)試儀進(jìn)行幅度測(cè)量，幅度測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算后得到雷達(dá)罩外輻射功率； 第四步，將采集得到的接收信噪比參數(shù)和雷達(dá)罩外輻射功率參數(shù)與機(jī)載雷達(dá)要求的參數(shù)進(jìn)行比較，若高于要求的參數(shù)則給出正常的結(jié)論。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)載雷達(dá)罩外接收信噪比與輻射功率測(cè)試方法，其特征在于將罩外測(cè)試儀的測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線數(shù)傳輸入筆記本進(jìn)行記錄并計(jì)算。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)載雷達(dá)罩外接收信噪比與輻射功率測(cè)試方法，其特征在于筆記本通過(guò)無(wú)線數(shù)傳對(duì)罩外測(cè)試儀進(jìn)行工作狀態(tài)控制，當(dāng)進(jìn)行天線對(duì)準(zhǔn)時(shí)控制罩外測(cè)試儀輸出連續(xù)波信號(hào)；當(dāng)進(jìn)行雷達(dá)罩外輻射功率測(cè)試時(shí)控制罩外測(cè)試儀關(guān)閉連續(xù)波信號(hào)轉(zhuǎn)入功率測(cè)量狀態(tài)。
全文摘要
該項(xiàng)發(fā)明為彌補(bǔ)雷達(dá)BIT(機(jī)內(nèi)自檢測(cè))無(wú)法對(duì)天饋系統(tǒng)進(jìn)行檢查的不足，提出了一種原位罩外測(cè)試方法，該專(zhuān)利方法采用十字掃描確定測(cè)試方向；采用頻譜統(tǒng)計(jì)方式求信噪比；采用定點(diǎn)開(kāi)高壓方式精確測(cè)量罩外輻射功率。應(yīng)用該測(cè)試方法能有效地彌補(bǔ)雷達(dá)BIT的不足，在平時(shí)機(jī)務(wù)維護(hù)時(shí)對(duì)雷達(dá)的天饋系統(tǒng)進(jìn)行檢查，及時(shí)在地面排除因天饋系統(tǒng)引起的故障，且通過(guò)該方法排查過(guò)的雷達(dá)上天后未發(fā)現(xiàn)作用距離下降或不能發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的故障問(wèn)題。應(yīng)用這一套測(cè)試方法可以隔離雷達(dá)BIT無(wú)法檢查的天饋系統(tǒng)故障，并大大提高飛機(jī)執(zhí)行任務(wù)的成功率。
文檔編號(hào)G01S7/40GK102854498SQ20111034237
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者趙一倩 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍海軍航空儀器計(jì)量站