基于聲體波延遲線的雷達(dá)抗地雜波改善因子測(cè)試方法

周文佳，慕德俊

（西北工業(yè)大學(xué)，陜西 西安 710100）

基于聲體波延遲線的雷達(dá)抗地雜波改善因子測(cè)試方法

周文佳，慕德俊

（西北工業(yè)大學(xué)，陜西 西安 710100）

提出了一種基于聲體波微波延遲線和上下變頻技術(shù)模擬固定地物回波信號(hào)的雷達(dá)抗地雜波改善因子測(cè)試方法，以其設(shè)計(jì)并制作了用于雷達(dá)抗地雜波改善因子測(cè)試的目標(biāo)模擬器。給出了傳統(tǒng)抗地雜波改善因子測(cè)試方法和目標(biāo)模擬器測(cè)試方法在兩個(gè)典型雷達(dá)上進(jìn)行的靜、動(dòng)態(tài)抗地雜波改善因子對(duì)比測(cè)試實(shí)例。結(jié)果表明使用目標(biāo)模擬器的測(cè)試方法可以滿足測(cè)試精度要求，且與傳統(tǒng)測(cè)試方法相比，具有適用范圍廣，對(duì)測(cè)試場(chǎng)地、設(shè)備要求低，操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。

抗地雜波改善因子；雷達(dá)；聲體波微波延遲線；聲傳播損耗；相位噪聲；檢測(cè)概率

在地面雷達(dá)系統(tǒng)中，抗地雜波改善因子（以下簡(jiǎn)稱改善因子）是一項(xiàng)重要的指標(biāo)，它表征了一個(gè)系統(tǒng)在強(qiáng)地雜波背景中檢測(cè)動(dòng)目標(biāo)的能力。

嚴(yán)格的改善因子測(cè)試是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作，對(duì)場(chǎng)地和設(shè)備條件要求比較高。首先要求在測(cè)試場(chǎng)地附近要有鐵塔等比較孤立的地物。近年很多雷達(dá)生產(chǎn)廠家原先測(cè)試場(chǎng)周邊的測(cè)試鐵塔都被建筑物遮擋了，不得不花大量的經(jīng)費(fèi)和時(shí)間租用專用測(cè)試場(chǎng)地進(jìn)行測(cè)試。其次，對(duì)于復(fù)雜波形體制的雷達(dá)，還需要專門(mén)研制可以模擬該雷達(dá)復(fù)雜波形的高頻模擬信號(hào)源或購(gòu)買價(jià)格昂貴的可編程矢量微波信號(hào)源，并且這些設(shè)備除了要在前期對(duì)需要模擬的各種復(fù)雜波形進(jìn)行事先編程存儲(chǔ)外，實(shí)際使用時(shí)還需要另外的脈沖同步設(shè)備和相位同步設(shè)備來(lái)配合使用，操作比較繁瑣。

本文提出了一種用聲體波微波延遲線和上下變頻技術(shù)模擬固定地物回波信號(hào)的改善因子測(cè)試新方法，根據(jù)該方法制作了用于雷達(dá)抗地雜波改善因子測(cè)試的目標(biāo)模擬器，其不需要專用的測(cè)試鐵塔和昂貴的矢量微波信號(hào)源，也不需要連接定時(shí)和相位同步設(shè)備。在兩個(gè)典型雷達(dá)型號(hào)產(chǎn)品上進(jìn)行的動(dòng)、靜態(tài)改善因子測(cè)試結(jié)果表明，相比傳統(tǒng)的測(cè)試方法，這種新方法不僅能夠滿足測(cè)試精度，還具有適用范圍廣，對(duì)測(cè)試場(chǎng)地和測(cè)試設(shè)備要求低，操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。

1 改善因子的傳統(tǒng)測(cè)試方法

在雷達(dá)系統(tǒng)中抗地雜波改善因子是指動(dòng)目標(biāo)接收通道濾波器輸出的動(dòng)目標(biāo)信號(hào)功率與地雜波功率之比，除以輸入端的動(dòng)目標(biāo)信號(hào)功率與雜波功率之比所得的商[1]。

式中：I為改善因子；S0為輸出端目標(biāo)信號(hào)功率；C0為輸出端的雜波功率；N0為輸出端的噪聲功率；Si為輸入端目標(biāo)信號(hào)功率；Ci為輸入端的雜波功率；Ni為輸入端的噪聲的功率。

國(guó)軍標(biāo)GJB-887推薦的典型的改善因子測(cè)試方法（簡(jiǎn)化）是：首先選擇一個(gè)孤立地物（通常是測(cè)試鐵塔）；用高頻信號(hào)源產(chǎn)生動(dòng)目標(biāo)模擬信號(hào)。在被測(cè)試?yán)走_(dá)的動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)通道前端，比較地物產(chǎn)生的地雜波信號(hào)與高頻信號(hào)源產(chǎn)生動(dòng)目標(biāo)模擬信號(hào)的幅度，并通過(guò)調(diào)節(jié)高頻信號(hào)源輸出電平，使兩個(gè)信號(hào)的幅度相等；然后在動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)通道后端，觀察地雜波信號(hào)與動(dòng)目標(biāo)模擬信號(hào)的幅度，并通過(guò)降低高頻信號(hào)源輸出，使動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)通道后地雜波信號(hào)與動(dòng)目標(biāo)模擬信號(hào)的幅度相等。此時(shí)高頻信號(hào)源輸出電平的變化量就是改善因子的測(cè)試值。

改善因子的測(cè)試分為靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試。天線波束固定指向被測(cè)地雜波時(shí)測(cè)得的改善因子為靜態(tài)改善因子，常用于跟蹤雷達(dá)。天線波束以正常工作轉(zhuǎn)速掃描被測(cè)地雜波時(shí)測(cè)得的改善因子為動(dòng)態(tài)改善因子，常用于搜索雷達(dá)。

隨著雷達(dá)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)能力的不斷提升，改善因子指標(biāo)也不斷提高，現(xiàn)代雷達(dá)又普遍采用復(fù)雜波形體制，改善因子測(cè)試?yán)щy的問(wèn)題越來(lái)越突出，需要一種測(cè)試簡(jiǎn)便、精度滿足要求的測(cè)試設(shè)備和方法。

2 基于聲體波延遲線的改善因子測(cè)試方法

近年來(lái)，人們開(kāi)始嘗試用微波延遲技術(shù)產(chǎn)生模擬的地雜波和動(dòng)目標(biāo)回波，用于改善因子的測(cè)試。其中聲體波微波延遲線（以下簡(jiǎn)稱聲體波延遲線）是一種體積小、質(zhì)量小、穩(wěn)定性好、無(wú)色散的微波延遲器件[2-3]。將聲體波延遲線的微波延遲特性應(yīng)用在雷達(dá)系統(tǒng)中，可以模擬固定地物產(chǎn)生的雷達(dá)回波，用于雷達(dá)的距離零點(diǎn)的標(biāo)定和相關(guān)項(xiàng)目的檢測(cè)。但由于聲體波延遲線的工作頻率不夠高，高頻率下延遲時(shí)間也不夠長(zhǎng)，且只能模擬固定目標(biāo)產(chǎn)生的回波，因此不能直接用于雷達(dá)改善因子的測(cè)試。

為了擴(kuò)寬聲體波延遲線的工作頻率范圍，延長(zhǎng)聲體波延遲線的延遲時(shí)間，可以采用上下變頻技術(shù)，用下變頻器、聲體波微波延遲線、放大器、上變頻器和微波頻率源等一起構(gòu)成微波延時(shí)電路，并用其產(chǎn)生的模擬固定地物和動(dòng)目標(biāo)回波進(jìn)行改善因子測(cè)試。

2.1 微波延時(shí)電路

微波延時(shí)電路的工作原理是將輸入的微波信號(hào)下變頻到聲體波延遲線工作的頻率，然后經(jīng)過(guò)聲體波延遲線延時(shí)，再經(jīng)過(guò)上變頻器變頻到與輸入微波信號(hào)完全一致（也可以根據(jù)需要有差別）的頻率上。微波延時(shí)電路的組成原理如圖1所示。

圖1 微波延時(shí)電路的組成原理框圖Fig.1 Composition principles of microwave delay circuit

設(shè)微波輸入信號(hào)為fRFin，微波頻率源給下變頻器提供的本振信號(hào)為fLO1，下變頻器的輸出信號(hào)為fIF，根據(jù)下變頻器的工作原理，有公式

設(shè)微波頻率源給上變頻器提供的本振信號(hào)為fLO2，上變頻器的輸出信號(hào)為fRFout，根據(jù)上變頻器的工作原理有公式

將公式(2)代入公式(3)，則有公式

從圖1和公式(2)可以看出，下變頻器的輸出信號(hào)fIF就是聲體波延時(shí)線的輸入信號(hào)。當(dāng)輸入的微波信號(hào)fRFin頻率改變時(shí)，只要跟隨著改變微波頻率源給下變頻器的本振信號(hào)fLO1的頻率，就可以保證下變頻器的輸出信號(hào)fIF頻率不變，這樣就可以在輸入微波信號(hào)fRFin很大的頻率范圍內(nèi)，始終保持聲體波延遲線工作在最佳頻率上，大幅度擴(kuò)展了聲體波微波延遲線的工作頻率范圍。

從公式(4)可以看出，如果fLO1=fLO2，則fRFout=fRFin。即如果微波頻率源給下變頻器和上變頻器提供的本振信號(hào)fLO1和fLO2頻率相等，則微波延遲電路輸出信號(hào)的頻率就會(huì)與輸入信號(hào)的頻率完全一致。因此，只需要微波頻率源給下變頻器和上變頻器提供的本振信號(hào)為同一個(gè)的信號(hào)（如圖1中開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到“固定”位置），這時(shí)上變頻器輸出的信號(hào)與原輸入的微波信號(hào)的頻率相等，并有確定的相位關(guān)系，所產(chǎn)生的就是模擬固定地物回波信號(hào)。

從公式(4)還可以看出，如果fLO2不等于fLO1，則fRFout與fRFin之間就存在一個(gè)頻率差fLO2-fLO1，該頻率差就相當(dāng)于目標(biāo)徑向運(yùn)動(dòng)速度產(chǎn)生的多普勒頻率。因此，如果微波頻率源分別給下變頻器和上變頻器提供兩個(gè)本振信號(hào)（如圖1中開(kāi)關(guān)K轉(zhuǎn)到“活動(dòng)”位置）。所模擬的就是活動(dòng)目標(biāo)回波信號(hào)。通過(guò)改變微波頻率源給上變頻器提供的本振信號(hào)fLO2的頻率，就可以得到測(cè)試所需的具有不同多普勒頻率的動(dòng)目標(biāo)回波信號(hào)。

2.2 聲體波目標(biāo)模擬器

在微波延時(shí)電路的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)的聲體波雷達(dá)目標(biāo)模擬器（以下簡(jiǎn)稱聲體波目標(biāo)模擬器）其主要由天線、微波延遲模塊、微波頻率源、可變衰減器和電源等組成。聲體波目標(biāo)模擬器的組成框圖如圖2所示。

圖2 聲體波目標(biāo)模擬器組成框圖Fig.2 Frame of body acoustic wave target simulator

為了縮小體積、減少干擾、便于調(diào)試和維修，將微波延時(shí)電路中的聲體波延遲線和變頻部分組裝在一個(gè)模塊（微波延遲模塊）中，微波頻率源及控制電路組裝在另一個(gè)模塊（微波頻率源模塊）中。

天線采用收發(fā)雙天線的方式，因?yàn)槿绻捎檬瞻l(fā)共用天線，就需要用到環(huán)行器，而環(huán)行器的帶寬有限，不能在大的頻帶范圍內(nèi)使用。另外，采用收發(fā)雙天線的方式，也有利于在一些特定的雷達(dá)系統(tǒng)中，使用微波同軸電纜直接從雷達(dá)饋線系統(tǒng)的發(fā)射支路的定向耦合器取信號(hào)，并將延時(shí)后的模擬信號(hào)從饋線系統(tǒng)的接收支路定向耦合器灌入接收系統(tǒng)。

微波可變衰減器可以調(diào)節(jié)聲體波目標(biāo)模擬器輸出的固定目標(biāo)回波和活動(dòng)目標(biāo)回波的功率電平，并且其輸出功率電平的變化量可以通過(guò)可變衰減器的刻度讀出，因此可以用其進(jìn)行雷達(dá)改善因子的測(cè)試。

2.3 改善因子測(cè)試需要考慮的問(wèn)題

由于用聲體波目標(biāo)模擬器可以模擬固定地物和活動(dòng)目標(biāo)產(chǎn)生的回波，因此，理論上可以用其進(jìn)行改善因子測(cè)試。但實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，還需要考慮許多問(wèn)題。

2.3.1 聲體波延遲線插入損耗控制

要用聲體波目標(biāo)模擬器進(jìn)行改善因子測(cè)試，就需要聲體波目標(biāo)模擬器產(chǎn)生的模擬固定目標(biāo)信號(hào)的信噪比要足夠高。否則會(huì)影響到所模擬目標(biāo)的真實(shí)程度，并影響改善因子的測(cè)試精度。因?yàn)樵肼曅盘?hào)就相當(dāng)于在固定目標(biāo)的信號(hào)上疊加了動(dòng)目標(biāo)的成分。

為了保證模擬固定目標(biāo)信號(hào)的信噪比，應(yīng)盡量降低聲體波延遲線的插入損耗。

聲體波微波延遲線的插入損耗包括輸入輸出換能器的結(jié)合層損耗、反射損耗、轉(zhuǎn)換損耗、衍射損耗和聲傳播損耗。

結(jié)合層損耗可以通過(guò)選用與傳聲介質(zhì)聲阻抗相匹配的金屬材料作為底電極來(lái)降低結(jié)合層損耗。

反射損耗是由于壓電薄膜換能器阻抗與外部接入系統(tǒng)的阻抗不匹配造成的，需要采用匹配網(wǎng)絡(luò)來(lái)使換能器匹配于系統(tǒng)，減小反射損耗。

衍射損耗可以在設(shè)計(jì)時(shí)使歸一化延遲時(shí)間處于菲涅爾區(qū)，避免產(chǎn)生衍射損耗。

聲傳播損耗與所選用的介質(zhì)材料、延遲時(shí)間和工作頻率有關(guān)[4]。它們之間的關(guān)系如公式

式中：Lt為聲傳播損耗；α為傳聲介質(zhì)的傳播損耗因子；f為工作頻率；T為延遲時(shí)間。

由公式(5)可以看出延遲時(shí)間越長(zhǎng)，工作頻率越高，聲傳播損耗就會(huì)越大。因此聲體波延遲線的工作頻率不能過(guò)高，延遲時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)。

2.3.2 聲體波延遲線延遲時(shí)間選擇

雷達(dá)系統(tǒng)內(nèi)部都有防止近距離目標(biāo)造成接收機(jī)飽和的近程增益控制電路[5]（STC電路），它將近距離目標(biāo)產(chǎn)生的回波大幅度衰減。而改善因子測(cè)試時(shí)需要模擬回波的幅度必須滿足測(cè)試指標(biāo)的要求。為了減少近程增益控制電路對(duì)模擬回波信號(hào)的衰減，微波延時(shí)電路的延時(shí)時(shí)間應(yīng)該足夠避開(kāi)雷達(dá)近程增益控制電路的影響。但由公式（5）可知，聲體波延遲線的延遲時(shí)間越長(zhǎng)聲傳播損耗就會(huì)越大，因此聲體波延遲線的延遲時(shí)間也不能太長(zhǎng)。

由于本方案設(shè)計(jì)的目標(biāo)模擬器將用于多個(gè)雷達(dá)型號(hào)產(chǎn)品的測(cè)試，經(jīng)過(guò)綜合考慮，選擇聲體波延遲線的延遲時(shí)間為20 μs（相當(dāng)于3公里處目標(biāo)產(chǎn)生的回波），可以滿足幾種以上雷達(dá)的測(cè)試需求。

2.3.3 聲體波延遲線工作頻率選擇

由公式（5）可知，聲體波延遲線的聲傳播損耗與工作頻率平方成正比，工作頻率越高，聲傳播損耗就會(huì)越大。但是，工作頻率不能選得過(guò)低，過(guò)低的工作頻率會(huì)影響聲體波延遲線的帶寬指標(biāo)，不利于微波延遲電路的后續(xù)使用。

上一節(jié)中延遲時(shí)間已經(jīng)被限定為20 μs，考慮到整個(gè)聲體波延遲線插入損耗的設(shè)計(jì)余量，本方案選定聲體波延遲線的工作頻率為1.5 GHz。在此頻率下，可以保證整個(gè)20 μs延遲線的插入損耗小50 dB，工作帶寬可達(dá)200 MHz。

2.3.4 頻率源相位噪聲的控制

微波延遲電路在整個(gè)變頻過(guò)程中，頻率源的相位噪聲會(huì)直接影響到信號(hào)的還原質(zhì)量，從而影響到改善因子的測(cè)試精度。

為了既保證改善因子的測(cè)試精度，又考慮到微波頻率源在各工作頻段可以比較容易達(dá)到的相位噪聲水平，本方案要求頻率源在各頻段內(nèi)的相位噪聲必須滿足國(guó)軍標(biāo)推薦的要求，如表1。

表1 微波頻率源相位噪聲指標(biāo)要求Tab.1 Phase noise index of microwave frequency source

2.3.5 電源紋波的控制

由于電源的紋波會(huì)影響微波延時(shí)電路的相位噪聲，因此需要對(duì)電源的紋波進(jìn)行嚴(yán)格控制。本方案中目標(biāo)模擬器的供電采用整流電源和電池雙供電方式。在進(jìn)行改善因子測(cè)試時(shí)，需采用電池供電。

2.4 測(cè)試精度分析

2.4.1 影響改善因子測(cè)試精度的因素

雷達(dá)系統(tǒng)的改善因子與天線掃描、發(fā)射接收系統(tǒng)的穩(wěn)定度、接收機(jī)的動(dòng)態(tài)等多種因素有關(guān)。系統(tǒng)總的改善因子指標(biāo)要受各分項(xiàng)改善因子指標(biāo)共同限制[6]。其關(guān)系如公式

式中：I為系統(tǒng)總的改善因子；I1、I2、I3等為各分項(xiàng)改善因子。由公式（6）可以看出，系統(tǒng)總的改善因子I的值總是小于任一分項(xiàng)改善因子。

用聲體波目標(biāo)模擬器產(chǎn)生改善因子測(cè)試用的固定地物回波，就相當(dāng)對(duì)于在被測(cè)試?yán)走_(dá)系統(tǒng)中增加了一個(gè)分項(xiàng)改善因子Is的環(huán)節(jié)，如公式

從公式（7）可以看出聲體波目標(biāo)模擬器分項(xiàng)的改善因子Is越大，對(duì)被測(cè)試?yán)走_(dá)系統(tǒng)的總改善因子I的影響就越小。因此，要保證改善因子的測(cè)試精度，就需要聲體波目標(biāo)模擬器分項(xiàng)的改善因子Is足夠大。而影響聲體波目標(biāo)模擬器改善因子Is的主要因素是聲體波目標(biāo)模擬器的穩(wěn)定性，包括電路的噪聲、動(dòng)態(tài)范圍、頻率源的穩(wěn)定性、電源的紋波等。

2.4.2 保證改善因子測(cè)試精度的措施

聲體波目標(biāo)模擬器的穩(wěn)定度，主要通過(guò)對(duì)微波延遲模塊各環(huán)節(jié)工作點(diǎn)、插入損耗和放大量的匹配設(shè)計(jì)，以及對(duì)微波頻率源的相位噪聲和電源的紋波控制來(lái)保證，并可以通過(guò)相位噪聲指標(biāo)來(lái)體現(xiàn)。相位噪聲與改善因子之間存在對(duì)應(yīng)關(guān)系[6]如公式

式中：k是與雷達(dá)信號(hào)處理方式有關(guān)的系數(shù)；SΔΦ為相位噪聲功率譜密度；fm為相位噪聲對(duì)載頻的調(diào)制頻率（偏離載頻的頻率）；T為雷達(dá)發(fā)射脈沖重復(fù)周期；t為發(fā)射脈沖與回波脈沖之間的時(shí)間。

理論上只要知道聲體波目標(biāo)模擬器的相位噪聲水平，就可以知道模擬器的分項(xiàng)改善因子的值Is，也就可以知道該模擬器對(duì)被測(cè)試?yán)走_(dá)系統(tǒng)的改善因子I產(chǎn)生了多大的影響。但是由公式（8）中可以看出，相位噪聲與改善因子的關(guān)系與被測(cè)試?yán)走_(dá)的體制和參數(shù)有關(guān)，無(wú)法給出適合于各種雷達(dá)的統(tǒng)一對(duì)應(yīng)關(guān)系。為了保證被測(cè)試?yán)走_(dá)系統(tǒng)的改善因子測(cè)試精度，可以根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和聲體波目標(biāo)模擬器設(shè)計(jì)能夠達(dá)到的相位噪聲水平，給出一個(gè)遠(yuǎn)高于改善因子測(cè)試要求的相位噪聲指標(biāo)，使聲體波目標(biāo)模擬器分項(xiàng)改善因子Is遠(yuǎn)大于被測(cè)試?yán)走_(dá)的改善因子指標(biāo)要求，就可以保證被測(cè)試?yán)走_(dá)的改善因子測(cè)試精度要求。

本方案中，要求聲體波目標(biāo)模擬器的相位噪聲要比被測(cè)試?yán)走_(dá)的改善因子指標(biāo)大40 dB以上。

聲體波目標(biāo)模擬器相位噪聲測(cè)試方法見(jiàn)圖3。

圖3 聲體波目標(biāo)模擬器相位噪聲測(cè)試框圖Fig.3 Phase noise test frame of body acoustic wave target simulator

在聲體波目標(biāo)模擬器的輸入端，用微波信號(hào)源輸入連續(xù)波信號(hào)，該輸入信號(hào)的相位噪聲指標(biāo)應(yīng)遠(yuǎn)大于聲體波目標(biāo)模擬器相位噪聲要求的指標(biāo)（要求大10 dB以上）。在聲體波目標(biāo)模擬器的輸出端，用頻譜分析儀測(cè)試輸出信號(hào)的相位噪聲。

2.5 聲體波目標(biāo)模擬器改善因子測(cè)試方法

用聲體波目標(biāo)模擬器進(jìn)行不同收發(fā)形式的改善因子測(cè)試的框圖如圖4和圖5所示。

圖4 采用天線收發(fā)的改善因子測(cè)試框圖Fig.4 Improvement factor test frame with antenna

圖5 采用微波電纜收發(fā)的改善因子測(cè)試框圖Fig.5 Improvement factor test frame with microwave cable

用聲體波目標(biāo)模擬器進(jìn)行改善因子測(cè)試的方法與國(guó)軍標(biāo)GJB——887推薦的方法基本相同，只是用聲體波目標(biāo)模擬器產(chǎn)生的模擬固定地物回波代替了測(cè)試鐵塔等固定地物產(chǎn)生的回波，用聲體波目標(biāo)模擬器產(chǎn)生的模擬活動(dòng)目標(biāo)回波代替了高頻信號(hào)源產(chǎn)生的活動(dòng)目標(biāo)回波。聲體波目標(biāo)模擬器只需架設(shè)在雷達(dá)附近數(shù)十米處（所需要的距離只要達(dá)到雷達(dá)天線遠(yuǎn)場(chǎng)條件即可），或用微波電纜直接與雷達(dá)收發(fā)系統(tǒng)相連接，且不需要脈沖和相位同步設(shè)備，對(duì)測(cè)試場(chǎng)地要求很低。設(shè)備關(guān)系簡(jiǎn)單，操作非常方便。

由于聲體波目標(biāo)模擬器可以產(chǎn)生各種多普勒頻率的回波，因此聲體波目標(biāo)模擬器還可以模擬云雨等產(chǎn)生的氣象回波，并用其進(jìn)行雷達(dá)抗氣象雜波改善因子的測(cè)試。測(cè)試原理和方法與抗地雜波改善因子的測(cè)試基本相同。

3 實(shí)際對(duì)比測(cè)試

在某型跟蹤雷達(dá)、某型搜索雷達(dá)和某型偵察雷達(dá)上，使用聲體波目標(biāo)模擬器與在某基地的測(cè)試鐵塔進(jìn)行了靜態(tài)改善因子對(duì)比測(cè)試和動(dòng)態(tài)改善因子對(duì)比測(cè)試。其中利用測(cè)試鐵塔進(jìn)行某搜索雷達(dá)動(dòng)態(tài)改善因子測(cè)試的框圖如圖6。

圖6 某雷達(dá)利用地物進(jìn)行動(dòng)態(tài)改善因子測(cè)試框圖Fig.6 Dynamic improvement factor test frame of the radar with the feature

該型雷達(dá)采用復(fù)雜波形信號(hào)形式，需要使用矢量微波信號(hào)源編程產(chǎn)生與該雷達(dá)波形編碼一致的微波信號(hào)。為了保證矢量微波信號(hào)源產(chǎn)生的微波信號(hào)與被測(cè)試?yán)走_(dá)的頻率一致，需要在雷達(dá)頻率綜合器中引出了10 MHz基準(zhǔn)信號(hào)來(lái)同步矢量微波信號(hào)源的頻率。另外，為了能使矢量微波信號(hào)源產(chǎn)生的模擬動(dòng)目標(biāo)信號(hào)能夠置于鐵塔回波附近無(wú)雜波處。需要用脈沖信號(hào)源控制模擬動(dòng)目標(biāo)信號(hào)的位置。

利用地物進(jìn)行動(dòng)態(tài)改善因子測(cè)試的方法為（簡(jiǎn)化）：雷達(dá)天線掃描，尋找一個(gè)檢測(cè)概率接近50%的孤立地物目標(biāo)，然后停止掃描，手動(dòng)使天線指向該目標(biāo)，并用示波器記錄此時(shí)該地物回波的輸出電平L1；雷達(dá)關(guān)發(fā)射機(jī)，調(diào)節(jié)微波信號(hào)源輸出頻率使其與雷達(dá)的工作頻率相差一個(gè)多普勒頻率fd；調(diào)節(jié)信號(hào)源輸出電平，使其在示波器上記錄的輸出電平與鐵塔回波的輸出電平L1相等，記錄此時(shí)的微波信號(hào)源輸出電平Lfo；降低微波信號(hào)源輸出電平，使其處于檢測(cè)概率接近50%狀態(tài)，在示波器上記錄此時(shí)微波信號(hào)源的輸出電平Lfd；設(shè)置不同的多普勒頻率進(jìn)行多次測(cè)試，取得平均值Lfdav。則該搜索雷達(dá)動(dòng)態(tài)改善因子=Lfo-Lfdav。

該方法最大的問(wèn)題是尋找一個(gè)檢測(cè)概率接近50%的孤立地物目標(biāo)非常困難，需要通過(guò)選擇雷達(dá)陣地的位置來(lái)滿足測(cè)試要求。

使用聲體波目標(biāo)模擬器進(jìn)行動(dòng)態(tài)改善因子測(cè)試框圖如圖7。

Radar anti-ground clutter improvement factor test method based on body acoustic wave microwave delay line

ZHOU Wenjia, MU Dejun
(Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710100, China)

A radar system anti-ground clutter improvement factor test method based on body acoustic wave microwave delay line and frequency conversion technology simulating fixation clutter was presented, and a target simulator was designed and fabricated by using this method. Static and dynamic anti-ground clutter improvement factor comparison tests were given by traditional test way and target simulator method in two typical radars. Results show that the test method by using the target semulator can meet accuracy requirement. Comparing with the traditional test way, it has advantages such as wide scope, low requirement of test site and equipment, and easy operation.

anti-ground clutter improvement factor; radar; body acoustic wave microwave delay line; acoustic propagation lose; phase noise; detection probability

10.14106/j.cnki.1001-2028.2016.08.013

TN955+.3

:A

:1001-2028（2016）08-0055-05

2016-07-01

：周文佳

周文佳（1986-），女，山東威海人，博士研究生，研究方向?yàn)闊o(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)和雷達(dá)組網(wǎng)，E-mail: zhouwj1986@163.com 。

時(shí)間：2016-08-03 22:36

： http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1241.TN.20160803.2236.013.html