司翰 陳丁

摘 要：由于當今雷達系統(tǒng)越來越復雜，傳統(tǒng)的測試手段已經(jīng)不能滿足目前雷達測試需求。為了解決此問題，提出一套基于Agilent系列先進儀器的雷達信號模擬系統(tǒng)，主要由N8241A寬帶任意波形發(fā)生器、E8267D矢量信號發(fā)生器、N9030A矢量信號分析所組成。經(jīng)試驗可知：該系統(tǒng)可以產(chǎn)生高精度、高品質(zhì)的基帶/中頻/射頻的多體制雷達信號，完全滿足雷達總站及分系統(tǒng)設(shè)計仿真與驗收工作的要求。

關(guān)鍵詞：雷達；測試儀器；信號模擬；信號分析

為了滿足當今軍事應用需求中對探測目標的距離分辯能力與識別能力的不提高，雷達系統(tǒng)的功能指標也不斷提升。雷達是包含微波電路，數(shù)字電路，時鐘電路和光電路的復雜系統(tǒng)。傳統(tǒng)的測試手段顯然已經(jīng)不能滿足雷達測試需求，文中提提出了一套通用性強、高性能、高性價比的基于Agilent系列先進儀器的雷達信號模擬與分析系統(tǒng)。

1 雷達信號模擬/分析系統(tǒng)的作用

在雷達設(shè)計、調(diào)試、級驗收過程，其信號處理、數(shù)據(jù)處理、中頻接收、TR組件、天饋系統(tǒng)等均需要提供相應的基帶信號、中頻及射頻激勵和雷達信號進行性能測試和驗證。此外，該系統(tǒng)盡可能接近理想指標激勵信號或雷達信號對雷達各分系統(tǒng)或總站進行功能性驗證。[1]

1.1 雷達系統(tǒng)的常見激勵信號

雷達系統(tǒng)測試需要的激勵信號，主要有正弦信號、調(diào)制信號、失真信號、基帶信號燈。其作用是正弦信號替代系統(tǒng)本振，ADC等電路性能測試；調(diào)制信號和失真信號進行測試接收機或關(guān)鍵部件性能；基帶信號測試模擬或數(shù)字基帶電路性。

1.2 常見各體制的雷達信號

常見體制雷達信號有簡單脈沖信號、連續(xù)波信號、脈沖壓縮信號、脈沖編碼信號等。簡單脈沖信號的特點是載波頻率，重復周期和脈沖寬度固定或慢速變化，是最常見的雷達信號；連續(xù)波信號也稱時間連續(xù)信號。包含單頻連續(xù)波信號，多頻連續(xù)波信號，調(diào)頻連續(xù)波信號和二相編碼連續(xù)波信號；脈沖壓縮信號具備很大的時寬帶寬積。包含線性調(diào)頻，非線性調(diào)頻信號，二相編碼信號，多相編碼信號和頻率編碼信號[2]。

2 雷達信號模擬/分析系統(tǒng)組成

雷達信號模擬/分析系統(tǒng)主要有PC機（波形生產(chǎn)軟件）、N8241A寬帶任意波發(fā)生器、E8267D矢量信號發(fā)生器及N9030A矢量信號分析儀（含矢量信號分析軟件）。

操作者在PC機上完成調(diào)用信號庫文件，根據(jù)測試要求對信號頻率，時間標識等進行配置，定義型號任務測試模式控制儀表和數(shù)據(jù)下載等工作，有波形生成軟件通過網(wǎng)線控制調(diào)配其他儀器完成信號模擬與分析工作。

2.1 基帶信號模塊

N8241A高性能寬帶任意波發(fā)生器根據(jù)PC中波形生成軟件生成數(shù)據(jù)，產(chǎn)生兩路I、Q基帶信號。該設(shè)備具有15Bit，1.25G采樣DAC電路每個儀表內(nèi)置兩個DAC雜波抑制性能高、高相位噪聲性能、低噪聲。

2.2 信號調(diào)制模塊

E8267D矢量信號發(fā)生器將N8241A任意波發(fā)生器輸出的兩路I、Q信號進行調(diào)制最終生成用戶所需的雷達激勵信號或雷達信號。E8267D提供寬帶IQ調(diào)制能力，輸出頻率：20G/40G，調(diào)制帶寬為1GHz，系統(tǒng)基帶時鐘和本振參考與被測相參。

2.3 信號校驗模塊

生成的雷達激勵信號或雷達信號輸入至N9030A矢量信號分析儀進行校驗，經(jīng)過該儀器內(nèi)部矢量信號分析軟件分析后校驗值傳輸至PC機中，波形生成軟件根據(jù)校驗值對波形進行修正直至到達最佳狀態(tài)。N9030A信號分析儀具有高精度、高速度的特點，140 MHz帶寬內(nèi)可以達到75 dB的無雜散動態(tài)范圍（SFDR），與傳統(tǒng)分析儀相比，可以減少30%到70%的測試時間。

3 信號生成與分析軟件

安裝在PC中的pulse Building軟件完成雷達波形生成工作，該直觀的用戶界面，輕松使用指導創(chuàng)建信號波形庫，包含對信號脈沖和序列參數(shù)的控制完整的雷達調(diào)制信號格式構(gòu)建定制脈沖波形，對脈沖內(nèi)信號幅度，頻率和相位的控制·通過頻譜儀測試進行新校準，應用基帶預失真，改善鏡頻抑制，優(yōu)化寬帶調(diào)制信號的頻譜特性。內(nèi)置在N9030A中的89600矢量信號分析軟件完成頻譜參數(shù)、頻率誤差、調(diào)制誤差、輸出功率計功率統(tǒng)計等工作，為雷達波形修正提供校驗值[3]。

4 結(jié)論

該系統(tǒng)可產(chǎn)生高達20GHz，帶寬達1GHz生成多種體制復雜的雷達信號及雷達激勵信號。所生成信號具有高品質(zhì)、高精度的特點可對雷達信號處理主要環(huán)節(jié)進行仿真和驗證，完全滿足雷達總站及分系統(tǒng)設(shè)計仿真與驗收工作的要求。

[參考文獻]

[1]楊萬海.雷達系統(tǒng)建模與仿真[M].西安：西安電子科技大學出版社，2007.

[2]李承志，李煒.雷達仿真系統(tǒng)場景生成模塊設(shè)計[J].火控雷達技術(shù)，2012，41（3）：18-21.

[3]陳丁，王放，李婷婷，等.通用雷達信號場景系統(tǒng)的研制[J].電子科技，2014，27（6）：66轉(zhuǎn)71.