虛擬儀器技術(shù)在雷達(dá)系統(tǒng)測(cè)試中的應(yīng)用探討

朱偉 胡杰

摘 要：伴隨科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，許多新技術(shù)在軍事領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。本文以現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)為對(duì)象，首先簡(jiǎn)要分析了其所具有的基本特點(diǎn)，探討了虛擬儀器在雷達(dá)測(cè)試系統(tǒng)當(dāng)中的具體應(yīng)用，望能為此領(lǐng)域研究有所借鑒與幫助。

關(guān)鍵詞：雷達(dá)測(cè)試系統(tǒng);虛擬儀器;特點(diǎn);應(yīng)用

在整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)當(dāng)中，雷達(dá)測(cè)試充斥于其研制工作的各個(gè)方面、各個(gè)階段，不僅有助于設(shè)計(jì)的合理化、先進(jìn)化，而且還能增強(qiáng)運(yùn)作效率，提高雷達(dá)的自我保障能力，節(jié)約調(diào)試成本等，因而有著良好的綜合效能。雷達(dá)測(cè)試無(wú)論是在范圍上，還是在內(nèi)容上，均十分廣泛，能夠在各個(gè)等級(jí)中開(kāi)展，如電路板級(jí)、元器件/芯片級(jí)等;此外，還能測(cè)試?yán)走_(dá)系統(tǒng)性能及相關(guān)參數(shù)。而測(cè)試?yán)走_(dá)系統(tǒng)的技戰(zhàn)性能指標(biāo)及各項(xiàng)參數(shù)，是對(duì)雷達(dá)當(dāng)前的工作是否處于最佳狀態(tài)進(jìn)行衡量的基本手段，對(duì)雷達(dá)整體效能的發(fā)揮產(chǎn)生著直接影響。本文結(jié)合當(dāng)前實(shí)況，就雷達(dá)系統(tǒng)的基本特點(diǎn)及虛擬儀器在雷達(dá)測(cè)試系統(tǒng)中的應(yīng)用作一探討。

1.現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)的基本特點(diǎn)分析

1.1功能更為全面，性能得到大幅提升

針對(duì)合成孔徑雷達(dá)（SAR）而言，其選用了更加先進(jìn)的信號(hào)處理方式，以及新型的信號(hào)形式，來(lái)圍繞相關(guān)目標(biāo)實(shí)施微波成像，其所配置的星載雷達(dá)在對(duì)地觀測(cè)成像方面的分辨率<1米，因而能夠?qū)Φ孛婺繕?biāo)實(shí)施高分辨率、大范圍甚至全天候的測(cè)量與監(jiān)視。而對(duì)于相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)而言，其能夠借助波束對(duì)計(jì)算機(jī)施加控制，并通過(guò)對(duì)移相器相位的改變，來(lái)進(jìn)行天線電子掃描。其不僅能遠(yuǎn)距離、多目標(biāo)、高數(shù)據(jù)率及多功能化監(jiān)測(cè)，而且還有著較強(qiáng)的抗干擾能力、較高的自適應(yīng)能力以及高可靠性。隨著相控陣技術(shù)的大范圍應(yīng)用，雷達(dá)在作用范圍上得到大幅提升，通常可>5000千米，而角分辨率<0.05個(gè)密位，除此之外，測(cè)距誤差能<5米，因而能夠?qū)Χ鄥?shù)、多目標(biāo)實(shí)施全天候、連續(xù)性跟蹤與監(jiān)測(cè)。

1.2對(duì)工作環(huán)境有著更強(qiáng)的適應(yīng)力，“四反”能力也更強(qiáng)

所謂“四反”，實(shí)際就是反摧毀、反隱身、反干擾與反偵察。伴隨當(dāng)今DSP、微電子等技術(shù)的日漸成熟，為了能夠更好的達(dá)成或滿足雷達(dá)反摧毀、抗打擊方面的能力需要，現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)大多選用了大規(guī)模集成電路以及模塊化結(jié)構(gòu)，以此來(lái)減小體積，減輕重量，提升自身的激動(dòng)性，提高設(shè)備的通用性，且用多種誘餌技術(shù)來(lái)幫助實(shí)現(xiàn)自身生存能力的提高。伴隨電子對(duì)抗技術(shù)的持續(xù)推新與成熟，雷達(dá)的生存環(huán)境變得越發(fā)復(fù)雜，所面臨的威脅也日漸增多。為了能夠提升雷達(dá)的反干擾作戰(zhàn)能力，以及提高其在復(fù)雜電磁環(huán)境下發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的能力，研究領(lǐng)域開(kāi)始大力改進(jìn)天線性能及發(fā)射信號(hào)形式等。比如天波超視距雷達(dá)，其通過(guò)電離層的返回散射傳播特性，對(duì)地平線以下的超遠(yuǎn)距離目標(biāo)（比如隱形飛機(jī)等），實(shí)施早期預(yù)警。

1.3現(xiàn)代作戰(zhàn)系統(tǒng)對(duì)雷達(dá)越發(fā)依賴

伴隨當(dāng)今多傳感器信息以及多雷達(dá)組網(wǎng)的不斷融合，雷達(dá)性能的持續(xù)提升，以及功能的日漸增多，現(xiàn)代作戰(zhàn)系統(tǒng)表現(xiàn)出對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)依賴性的大幅提升。需要指出的是，范圍持續(xù)拓展的現(xiàn)代局部戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)于全方位、立體化信息需求的日漸提升，使得雷達(dá)須與其它情報(bào)收集系統(tǒng)相融合，比如電子情報(bào)技術(shù)、激光技術(shù)、紅外技術(shù)等，以此來(lái)提升該方面的能力與水平。而通過(guò)對(duì)傳感器、多雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行組網(wǎng)，來(lái)進(jìn)行多源信息的深入融合，雷達(dá)系統(tǒng)能根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況及相關(guān)需要，提供多種形式的數(shù)據(jù)觀測(cè)，然后開(kāi)展整體性的優(yōu)化與處理，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)，且從中搜集特征信息，以此為各類作戰(zhàn)信息提供給指揮控制中心。而將其應(yīng)用在軍事領(lǐng)域中，有著諸多優(yōu)勢(shì)，如能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)可靠性、生存能力的提升，可拓展時(shí)間與空間覆蓋范圍;此外，還能提升置信度及提高空間分辨力，實(shí)現(xiàn)信息模糊性的減少等。

2.基于虛擬儀器的雷達(dá)測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)用

伴隨當(dāng)今軟件技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷成熟，這些技術(shù)有力推動(dòng)著測(cè)試方法的不斷更新，理論的日漸豐富，以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的多元化?，F(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)的大發(fā)展、大繁榮，除了要求測(cè)試系統(tǒng)有更高的可靠性、更好的機(jī)動(dòng)性、更強(qiáng)的通用性、更輕的重量、更小的體積、更高的精度及更全的功能之外，還要求能夠更好的適應(yīng)現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)下的復(fù)雜、惡劣環(huán)境，另外，在抗毀壞、抗輻射及抗電磁干擾等方面的能力也要強(qiáng)。新型雷達(dá)測(cè)試系統(tǒng)正在朝向智能化、模塊化、通用化、綜合化、網(wǎng)絡(luò)化及數(shù)字化的方向發(fā)展。

需要指出的是，將各種先進(jìn)總線技術(shù)（如VXI、虛擬儀器技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)等）融合在一起的虛擬儀器，是新型雷達(dá)系統(tǒng)自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)今后發(fā)展的重要方向。虛擬儀器（VI）實(shí)為一種將計(jì)算機(jī)硬件當(dāng)作基礎(chǔ)平臺(tái)，由測(cè)量軟件庫(kù)、模塊化硬件接口卡及傳感器等所組成的測(cè)量系統(tǒng)。虛擬儀器系統(tǒng)能夠借助軟件編程，把多種類型的儀器模塊，以一種比較合理、高效的方式組合起來(lái)，達(dá)成某種功能，并組建起將計(jì)算機(jī)作為運(yùn)作核心的模塊化儀器系統(tǒng)。相比于雷達(dá)系統(tǒng)測(cè)試儀器，虛擬儀器的優(yōu)點(diǎn)主要有：（1）數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)大;（2）能夠借助豐富的計(jì)算機(jī)軟件資源，對(duì)一些儀器硬件實(shí)現(xiàn)軟件化，并且還有助于物質(zhì)資源節(jié)約，以及系統(tǒng)靈活性的增強(qiáng)，減少儀器測(cè)試個(gè)體間的不同所造成的誤差。（3）以計(jì)算機(jī)總線與模塊化儀器總線為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)儀器硬件的模塊化。因此，將虛擬儀器應(yīng)用在雷達(dá)測(cè)試系統(tǒng)當(dāng)中，有著積極作用與效果。

3.結(jié)語(yǔ)

綜上，在信息技術(shù)、電子技術(shù)的不斷驅(qū)動(dòng)下，于數(shù)字化技術(shù)的輔助與影響下，軍事技術(shù)獲得了長(zhǎng)足發(fā)展，新型雷達(dá)系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試設(shè)備已經(jīng)成為軍事戰(zhàn)爭(zhēng)中不可獲取的一部分，其能夠?yàn)楝F(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行提供切實(shí)保證。因此，做好雷達(dá)系統(tǒng)的測(cè)試工作，尤其是應(yīng)用好虛擬儀器技術(shù)，將測(cè)試工作做好，意義重大。

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