現(xiàn)代雷達(dá)特點(diǎn)及其測試系統(tǒng)發(fā)展方向

（海軍蚌埠士官學(xué)校蚌埠233012）

現(xiàn)代雷達(dá)特點(diǎn)及其測試系統(tǒng)發(fā)展方向

胡輝劉尚富

（海軍蚌埠士官學(xué)校蚌埠233012）

新體制雷達(dá)的不斷發(fā)展和日益完善，雷達(dá)測試則顯得尤為重要，新一代雷達(dá)測試系統(tǒng)將具備綜合化、模塊化、智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化等特點(diǎn)。論文分析了現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)對新一代雷達(dá)測試系統(tǒng)的要求，分別從MC一體化技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)以及智能傳感器信息處理技術(shù)四個方面對新一代雷達(dá)測試系統(tǒng)進(jìn)行了展望。

現(xiàn)代雷達(dá)；雷達(dá)測試系統(tǒng)；特點(diǎn)；發(fā)展趨勢

Class NumberTN95

1 引言

雷達(dá)測試貫穿于雷達(dá)設(shè)計、生產(chǎn)、調(diào)試和使用各個階段，在現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)中占據(jù)著十分重要的地位，對于確保設(shè)計合理、節(jié)約生產(chǎn)調(diào)試成本，提高雷達(dá)的自我保障能力，使雷達(dá)系統(tǒng)處于最佳工作狀態(tài)，充分發(fā)揮雷達(dá)的效能具有極為重要的作用。雷達(dá)測試的內(nèi)容和范圍很廣泛。雷達(dá)測試除了對單個元件、電路板、功能單元等進(jìn)行測試外，還要對雷達(dá)的性能參數(shù)和戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格的測試［1］。

2 現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)特點(diǎn)及其對新一代測試系統(tǒng)的要求

高技術(shù)戰(zhàn)爭的發(fā)展，雷達(dá)的工作環(huán)境面臨著來自綜合電子干擾、隱形飛機(jī)、低空超低空突防、反輻射導(dǎo)彈（ARM）等武器的威脅，這些都嚴(yán)重威脅了雷達(dá)的生存。為了適應(yīng)新的復(fù)雜的戰(zhàn)場電磁環(huán)境，保存自己同時獲取敵方盡可能多的信息，現(xiàn)代雷達(dá)采用了先進(jìn)的微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代信號處理技術(shù)等，使系統(tǒng)呈現(xiàn)出以下特點(diǎn)［2］。

2.1 更加齊全，性能大幅度提高

現(xiàn)代雷達(dá)功能更加齊全，性能大幅度提高。如相控陣?yán)走_(dá)采用了相控陣技術(shù)后，雷達(dá)作用距離遠(yuǎn)，精度高，可以實(shí)現(xiàn)對多批次目標(biāo)諸多參數(shù)的連續(xù)測量和跟蹤。合成孔徑雷達(dá)（SAR）是一種采用新的信號形式和先進(jìn)的信號處理方式實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)微波成像的現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)全天時、全天候、大范圍、高分辨率對地面目標(biāo)的監(jiān)視和測量。逆合成孔徑雷達(dá)（ISAR）可以實(shí)現(xiàn)對空間目標(biāo)的清晰成像，極大地提高了雷達(dá)的測量性能，擴(kuò)展了雷達(dá)的功能［3］。

2.2 更強(qiáng)的反干擾、反隱身、反偵察、反摧毀能力

雷達(dá)在復(fù)雜電磁環(huán)境中發(fā)現(xiàn)并測量目標(biāo)，現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)在諸多方面做出了改進(jìn)。采用頻率捷變技術(shù)和數(shù)字波束形成（DBF）技術(shù)、超低副瓣天線技術(shù)、自適應(yīng)雜波對消等技術(shù)，提高了雷達(dá)的抗干擾作戰(zhàn)性能；采用復(fù)雜的信號波形和調(diào)制方式、頻率分集技術(shù)來降低信號的截獲概率，提高了雷達(dá)反隱身目標(biāo)的能力。隨著微電子技術(shù)、DSP技術(shù)的發(fā)展和雷達(dá)反摧毀抗打擊的需要，現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)普遍采用了模塊化結(jié)構(gòu)和大規(guī)模集成電路，提高設(shè)備的通用性，并且還采用多種誘餌技術(shù)來提高自身生存能力［4］。

2.3 雷達(dá)組網(wǎng)、多傳感器信息融合

應(yīng)用雷達(dá)組網(wǎng)、多傳感器，實(shí)現(xiàn)多源信息融合，在軍事上有以下特有的優(yōu)勢：

1）提高了系統(tǒng)的生存能力和可靠性。通過網(wǎng)絡(luò)將系統(tǒng)的各個部分分散，在系統(tǒng)部分受到干擾和攻擊時，總還有部分單元可以提供信息，使系統(tǒng)能夠不受干擾連續(xù)運(yùn)行［5］。

2）擴(kuò)展了空間和時間覆蓋范圍。通過多個交疊覆蓋的雷達(dá)作用區(qū)域，擴(kuò)大了空間覆蓋范圍，增加了系統(tǒng)的監(jiān)視能力和目標(biāo)的檢測概率，多雷達(dá)系統(tǒng)交替工作，提高系統(tǒng)的時間監(jiān)視范圍和檢測概率［6］。

3）提高了可信度，減少了信息的模糊性。多部雷達(dá)確認(rèn)同一目標(biāo)，綜合信息降低了目標(biāo)的不確定性，提高了探測的有效性。

4）提高了空間分辨率。多雷達(dá)協(xié)同工作可以獲得比任何單一設(shè)備更高的分辨率，改善目標(biāo)位置數(shù)據(jù)，支持武器攻擊或防御系統(tǒng)［7］。

5）增加了探測空間的維數(shù)。以現(xiàn)代通信技術(shù)為支持，不同平臺、不同體制的多部雷達(dá)協(xié)同工作，運(yùn)用多傳感器信息融合技術(shù)集成多種數(shù)據(jù)，提供目標(biāo)綜合評估結(jié)果，是現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)在系統(tǒng)構(gòu)成上的主要特點(diǎn)［8］。

3 雷達(dá)測試系統(tǒng)的發(fā)展方向

隨著現(xiàn)代自動測試技術(shù)的發(fā)展，新一代雷達(dá)測試系統(tǒng)會朝著綜合化、通用化、模塊化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。主要表現(xiàn)在四個方面：在測試系統(tǒng)概念上，要求MC一體化；測試平臺上，采用虛擬儀器技術(shù)；測試手段上，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)；測試信息處理上，采用智能傳感器信息處理和多傳感器信息融合技術(shù)［9］。

3.1 MC一體化

各種不同平臺、不同體制雷達(dá)組網(wǎng)構(gòu)成了一種新型網(wǎng)絡(luò)化探測系統(tǒng)，這決定了用于維護(hù)和保障的測量系統(tǒng)，更應(yīng)具有完備的、優(yōu)化的體系結(jié)構(gòu)。雷達(dá)網(wǎng)自動化測試系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化可以采用MC一體化技術(shù)，從雷達(dá)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)上加強(qiáng)各部分的整體配合，將測試任務(wù)與其他系統(tǒng)功能相結(jié)合，最大限度地利用系統(tǒng)資源，持續(xù)優(yōu)化總體效率［3］。MC指的是測量（Measurement）、控制（Control）、通信（Communication）、計算機(jī)（Computer），將這四個基本要素在保證其相對獨(dú)立性和完整性的基礎(chǔ)上，消除各要素之間的絕對界限，將測試技術(shù)與控制技術(shù)結(jié)合后，互為依托，以計算機(jī)為核心設(shè)備，以現(xiàn)代通信技術(shù)為支持，構(gòu)建具備整體優(yōu)化能力的新型雷達(dá)測控系統(tǒng)。

新一代雷達(dá)測試系統(tǒng)MC一體化平臺的構(gòu)建應(yīng)滿足以下要求：

1）采用數(shù)字化方法和DSP技術(shù)，將模擬信號數(shù)字化，以方便通信傳輸和計算機(jī)處理。

2）采用VXI和PXI等先進(jìn)總線技術(shù)，保證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊化和總線接口標(biāo)準(zhǔn)化。

3）使測試信號處理本地化，在測試和控制節(jié)點(diǎn)使用計算機(jī)或嵌入微處理器（如DSP），就地處理信號，壓縮數(shù)據(jù)容量，減輕中心計算機(jī)任務(wù)和通信線路負(fù)擔(dān)［10］。

3.2 虛擬儀器技術(shù)

現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)和數(shù)字信號處理理論的飛速發(fā)展，硬件設(shè)備軟件化已成為各種電子設(shè)備的發(fā)展趨勢。同樣，軟件的影響力也滲透到了現(xiàn)代測試儀器及其相關(guān)技術(shù)中。在現(xiàn)代測試儀器的發(fā)展中出現(xiàn)了以軟件為核心的系統(tǒng)，將現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)和傳統(tǒng)儀器技術(shù)相結(jié)合而構(gòu)成的虛擬儀器系統(tǒng)［4］。

“軟件就是儀器”，虛擬儀器系統(tǒng)通過軟件編程，將各種不同的儀器模塊靈活地組合在一起實(shí)現(xiàn)某種特定功能，構(gòu)成以計算機(jī)為核心的模塊化儀器系統(tǒng)。

與傳統(tǒng)儀器相比，虛擬儀器在雷達(dá)系統(tǒng)測試中有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力。融合現(xiàn)代計算機(jī)系統(tǒng)強(qiáng)大的硬件資源，突破傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理、顯示、存儲等方面的限制，同時數(shù)字信號處理理論的豐富和完善，使虛擬儀器能夠快速準(zhǔn)確地處理數(shù)據(jù)。

2）利用了計算機(jī)豐富的軟件資源，實(shí)現(xiàn)了部分儀器硬件的軟件化，節(jié)省了物質(zhì)資源，增加了系統(tǒng)靈活性，減少因傳統(tǒng)儀器測試個體之間的差異帶來的誤差；通過軟件技術(shù)和相應(yīng)數(shù)值算法，實(shí)時、直接地對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行各種分析與處理：通過圖形用戶界面技術(shù)，真正做到界面友好、人機(jī)交互。

3）基于計算機(jī)總線和模塊化儀器總線，儀器硬件實(shí)現(xiàn)了模塊化、系列化，大大縮小系統(tǒng)尺寸，可以根據(jù)不同雷達(dá)子系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，方便地構(gòu)建相應(yīng)的模塊化儀器?；谟嬎銠C(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和接口技術(shù)，VI系統(tǒng)具有方便、靈活的互聯(lián)，可方便地構(gòu)建自動測試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)測試、控制過程的網(wǎng)絡(luò)化。在虛擬儀器領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的VXI總線是一種高速計算機(jī)VME總線在VI領(lǐng)域的擴(kuò)展，它具有穩(wěn)定的電源、強(qiáng)有力的冷卻能力和嚴(yán)格的RFI/EMI屏蔽，在軍用設(shè)備測試上有其它儀器無法比擬的優(yōu)勢：一是便攜性，VXI可以大大減小設(shè)備的體積和質(zhì)量；二是測試速度高，VXI比GPIB的速度可提高40倍；三是測試系統(tǒng)的適應(yīng)性、靈活性大為提高；四是價格適中；五是有利于充分發(fā)揮計算機(jī)的作用。這些特點(diǎn)使其成為當(dāng)今國際上測量儀器總線的主體和未來測試領(lǐng)域的發(fā)展方向。

4）測試更方便。因?yàn)閭鹘y(tǒng)儀器功能單一，所以對一個信號完成多個參數(shù)的測試需要多臺儀器，使測試受連接方式、電纜長度等因素的影響。虛擬儀器只需對信號進(jìn)行一次采樣，多個軟件模塊對同一組數(shù)據(jù)進(jìn)行不同的處理就能實(shí)現(xiàn)多個參數(shù)的同時測試。

5）開發(fā)與維護(hù)的費(fèi)用低，系統(tǒng)組建時間短。當(dāng)需要增加新的測試功能時，只需要增加軟件模塊或通用的硬件模塊，縮短了系統(tǒng)的更新時間，而且有利于系統(tǒng)的擴(kuò)展。應(yīng)用軟件不像傳統(tǒng)儀器的硬件那樣存在元器件老化的問題，大大節(jié)省了維護(hù)的費(fèi)用，延長設(shè)備的使用壽命。

可以說，集合了計算機(jī)技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)、VXI等先進(jìn)總線技術(shù)的虛擬儀器，代表了新一代雷達(dá)系統(tǒng)自動化測試平臺的發(fā)展方向［11］。

3.3 網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)

多雷達(dá)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化趨勢，要求指揮中心不僅能在任意時間獲取任何一部雷達(dá)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，也同樣要求能對系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測試，從而保證作戰(zhàn)設(shè)備的可靠工作?，F(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)為現(xiàn)代雷達(dá)自動化測試從測試?yán)砟钌蠋砹俗兏?，而網(wǎng)絡(luò)技術(shù)則在這一基礎(chǔ)上從體系結(jié)構(gòu)展現(xiàn)了另一種發(fā)展方向。測試個體的部分模塊或整體充當(dāng)著網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立節(jié)點(diǎn)的角色，信息可跨越網(wǎng)絡(luò)傳輸至所及的任何地域，實(shí)時、動態(tài)的遠(yuǎn)程在線測試成為現(xiàn)實(shí)，節(jié)約大量現(xiàn)場布線，擴(kuò)大測控系統(tǒng)所及地域范圍，極大地便利了整個雷達(dá)系統(tǒng)的擴(kuò)充和維護(hù)。

現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展帶來了雷達(dá)系統(tǒng)測試平臺結(jié)構(gòu)的變化，也更好地實(shí)現(xiàn)了測試個體間的資源共享。一個測試節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)可以發(fā)布到多個遠(yuǎn)程計算機(jī)節(jié)點(diǎn)，綜合不同的測試服務(wù)器的處理器資源和專家知識系統(tǒng)，共同完成對系統(tǒng)測試分析，并將分析結(jié)果共享，通過各個瀏覽器反饋給指揮控制中心。數(shù)據(jù)、計算機(jī)、專家知識等測試資源通過網(wǎng)絡(luò)整合在一起，構(gòu)建一種新型的智能測試、測控系統(tǒng)。隨著計算技術(shù)的發(fā)展，基于計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)測試系統(tǒng)平臺在新一代雷達(dá)系統(tǒng)中的應(yīng)用也將更加廣泛，同時網(wǎng)絡(luò)測試帶來的巨大效益，使得網(wǎng)絡(luò)測試在其他測試自動化領(lǐng)域也將得到廣泛應(yīng)用。

3.4 智能傳感器信息處理

由于軍用雷達(dá)系統(tǒng)所處的工作環(huán)境較普通電子設(shè)備要惡劣很多，存在眾多的隨機(jī)性干擾因素。為使雷達(dá)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無人值守的可靠測試和故障診斷，提高測試傳感器系統(tǒng)的有效性，以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為代表的智能傳感器信息處理技術(shù)和多傳感器信息融合技術(shù)必將得到日益廣泛的應(yīng)用。

多傳感器融合實(shí)際是對人腦綜合處理復(fù)雜問題的一種功能模擬。在多傳感器測試?yán)走_(dá)系統(tǒng)工作性能時，各種傳感器提供的信息可能具有不同的特征：時變的或者非時變的，模糊的或者確定的，可靠的或者非可靠的，實(shí)時的或非實(shí)時的等等。多傳感器信息融合仿照人腦綜合處理信息的過程，將各個傳感器在空間和時間上的分離觀測信息依據(jù)某種優(yōu)化準(zhǔn)則組合起來，產(chǎn)生對被測雷達(dá)系統(tǒng)工作情況的一致性解釋和描述。信息融合利用了多個傳感器協(xié)同工作，克服了單傳感器系統(tǒng)的不確定性和局限性，提高整個測試系統(tǒng)的有效性能，能全面準(zhǔn)確地描述被測設(shè)備［12］。

4 結(jié)語

綜上所述，在以電子技術(shù)和信息技術(shù)為主要推動力、數(shù)字化技術(shù)為核心的新軍事革命的背景下，新一代雷達(dá)系統(tǒng)自動測試設(shè)備成為現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)安全運(yùn)行、準(zhǔn)確操作所必需的重要支撐技術(shù)，是使其處于良好戰(zhàn)備狀態(tài)的重要保證。為使我國雷達(dá)技術(shù)體系的建設(shè)既能適應(yīng)未來高新技術(shù)武器裝備系統(tǒng)發(fā)展的需求，滿足打贏一場在高技術(shù)條件下的局部戰(zhàn)爭的新時期戰(zhàn)略需要，又要能跟上國際測試技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展潮流，對國際先進(jìn)測試技術(shù)進(jìn)行科技跟蹤和技術(shù)消化，從我國國情出發(fā)，按照“通用化、模塊化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化”和“實(shí)用、可靠、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)”的原則，走具有我軍特色的建設(shè)之路，研制出我們自己的、新型的、先進(jìn)的雷達(dá)測試系統(tǒng)。

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Characteristics and Development Trend of Modern Radar System

HU HuiLIU Shangfu
（Bengbu Naval Petty Office Academy，Bengbu233012）

With the continuous development and improvement of the new radar system，radar testing is particularly important. The new generation radar test system will be integrated，modular，intelligent，digital and networked.This paper analyzes the requirements for a new generation of radar test system of modern radar system，respectively，from the MC integration technology，virtual instrument technology，network testing technology and intelligent sensor information processing technology in four aspects of the new generation radar test system is discussed.

modern radar，radar test system，characteristic，developing trend

TN95

10.3969/j.issn.1672-9730.2017.07.003

2017年1月7日，

2017年2月26日

胡輝，男，講師，研究方向：雷達(dá)。劉尚富，男，副教授，研究方向：雷達(dá)。