陸文駿

(安徽三聯(lián)學(xué)院 電子電氣工程學(xué)院，安徽 合肥 230601)

無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的無(wú)線數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)性能指標(biāo)始終是影響其作戰(zhàn)使用的關(guān)鍵因素，基層部隊(duì)沒(méi)有配備相應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備。中程無(wú)人機(jī)系統(tǒng)現(xiàn)有測(cè)試方法以定性測(cè)試為主，只能近場(chǎng)用小功率信號(hào)進(jìn)行定性的功能觀察；通過(guò)飛機(jī)與地面站相隔5公里，用大功率信號(hào)的拉距試驗(yàn)，來(lái)粗略評(píng)定無(wú)線數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的技術(shù)狀態(tài)。有時(shí)信號(hào)不穩(wěn)定、不通暢也無(wú)法明確原因。這種測(cè)試方法的指標(biāo)種類、數(shù)量少，測(cè)試結(jié)果不可靠，難以準(zhǔn)確評(píng)價(jià)中程無(wú)人機(jī)全系統(tǒng)工作性能。為解決系統(tǒng)檢測(cè)方法單一、準(zhǔn)確率低、無(wú)法定量分析的問(wèn)題，可通過(guò)對(duì)發(fā)射功率、接收靈敏度、誤碼率參量的測(cè)量[1](P169-183)，全面準(zhǔn)確地評(píng)估無(wú)人機(jī)無(wú)線數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的技術(shù)性能。

1 無(wú)線數(shù)據(jù)鏈路校準(zhǔn)設(shè)備的總體方案設(shè)計(jì)

1.1 無(wú)線數(shù)據(jù)鏈路校準(zhǔn)設(shè)備的組成

通過(guò)對(duì)無(wú)線數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的研究分析，確定以對(duì)無(wú)線數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)整體性能影響較大的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)射頻發(fā)射設(shè)備的信號(hào)功率、頻率、射頻接收設(shè)備的接收靈敏度、動(dòng)態(tài)范圍、誤碼率作為校準(zhǔn)指標(biāo)。無(wú)線數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)與實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)有著本質(zhì)的區(qū)別，即要求使用盡量少的儀器、儀表，和簡(jiǎn)單易行的測(cè)量方法，測(cè)量環(huán)境不能要求苛刻等。接收器靈敏度是接收器可以無(wú)干擾地解碼的最低信號(hào)強(qiáng)度[2]。然而，各種惡劣的空中通信介質(zhì)已經(jīng)引起發(fā)射器和接收器之間的信號(hào)路徑的顯著變化[3]，無(wú)線數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)直接在空中校準(zhǔn)，極易受到環(huán)境的干擾，影響測(cè)量的準(zhǔn)確性，只有真實(shí)反映出接收靈敏度，才能估算出作戰(zhàn)距離，因此我們提出了在地面采用射頻信號(hào)有線測(cè)量環(huán)境來(lái)模擬理想無(wú)線數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的信道，用有線方式校準(zhǔn)無(wú)線數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的工作狀況和性能指標(biāo)[4-5]?？紤]到射頻測(cè)量專業(yè)性強(qiáng)，人為因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響大，宜采取現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)校準(zhǔn)的方式[6](P61-72)。

無(wú)線數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)校準(zhǔn)重點(diǎn)研制的校準(zhǔn)設(shè)備有程控功率計(jì)、程控衰減箱、誤碼檢測(cè)儀等。工作原理如圖1所示。

圖1 無(wú)線數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)校準(zhǔn)設(shè)備的工作過(guò)程圖

1.2 無(wú)人機(jī)無(wú)線數(shù)據(jù)鏈路校準(zhǔn)工作模型

一般無(wú)線電設(shè)備的性能指標(biāo)包括接收靈敏度、帶寬、發(fā)射功率、信噪比、雜散輻射、噪聲系數(shù)、增益、帶寬、中心頻率、調(diào)制度、相位噪聲、鄰道泄露功率、諧波雜波抑制度等。由于無(wú)人機(jī)裝備的特殊性，不能拆開(kāi)每一工作單元分項(xiàng)校準(zhǔn)，不能按通用發(fā)射接收設(shè)備的方式來(lái)檢測(cè)，要實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈路校準(zhǔn)檢測(cè)，需要找出真實(shí)反映出數(shù)據(jù)鏈路性能的關(guān)鍵參數(shù)，選擇安全合理的校準(zhǔn)點(diǎn)，然后對(duì)這些關(guān)鍵參數(shù)和校準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。

無(wú)線數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)工作模型如圖2所示，無(wú)線數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)校準(zhǔn)包括信號(hào)發(fā)射設(shè)備校準(zhǔn)和信號(hào)接收設(shè)備校準(zhǔn)。發(fā)射設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)類型較多，經(jīng)分析，發(fā)射信號(hào)的功率、頻率是影響無(wú)人機(jī)系統(tǒng)性能的關(guān)鍵指標(biāo)。由于接收機(jī)輸入端的射頻功率在不同地點(diǎn)都互不相同，要求無(wú)人機(jī)系統(tǒng)接收機(jī)有較寬自適應(yīng)控制增益的能力。能在強(qiáng)干擾和噪聲存在的情況下解調(diào)出所需信號(hào)。接收設(shè)備的關(guān)鍵指標(biāo)包括接收機(jī)靈敏度，動(dòng)態(tài)范圍和傳輸信道差錯(cuò)率。

圖2 無(wú)線數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)工作過(guò)程圖

無(wú)線數(shù)據(jù)鏈路系統(tǒng)的接收機(jī)靈敏度是中程無(wú)人機(jī)系統(tǒng)性能中最重要的指標(biāo)之一。表示數(shù)據(jù)鏈接接收器接收弱信號(hào)的能力。 通過(guò)測(cè)量上下行數(shù)據(jù)鏈的發(fā)射功率、接收靈敏度，評(píng)估出無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)距離這一關(guān)鍵指標(biāo)。 由于無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其接收靈敏度的測(cè)量不能按照傳統(tǒng)方法進(jìn)行。 需要深刻分析其接收機(jī)理，找出其在無(wú)人機(jī)系統(tǒng)中相關(guān)聯(lián)的參數(shù)，通過(guò)檢測(cè)該項(xiàng)參數(shù)，同時(shí)改變接收機(jī)輸入端的電平，獲得接收器正常工作的最低信號(hào)，即接收器靈敏度。接收靈敏度校準(zhǔn)過(guò)程如圖3所示。

圖3 接收靈敏度校準(zhǔn)過(guò)程圖

無(wú)線數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的誤碼率也是一個(gè)重要指標(biāo)，通過(guò)在上下行信道的基帶信號(hào)輸入端發(fā)送符合無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)格式要求的偽隨機(jī)序列，在無(wú)線數(shù)據(jù)鏈動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)取高、中、低不同點(diǎn)，即在接收機(jī)輸入端允許的不同電平處，檢測(cè)傳輸信道中的誤碼率。誤碼率檢測(cè)過(guò)程如圖4所示。

圖4 誤碼率檢測(cè)過(guò)程圖

1.3 技術(shù)指標(biāo)要求

1.3.1 程控功率計(jì)

工作頻率：0～8 GHz

功率范圍：大功率250 mW～50 W， 小功率1 mW～250 mW，不確定度 0.36 dB(k=2)

駐波比:≤1.25

1.3.2 程控衰減箱

工作頻率：4 GHz～8 GHz

動(dòng)態(tài)范圍：80 dB～140 dB 不確定度1.5 dB(k=2)

步進(jìn)長(zhǎng)度:0.5 dB

駐波比:≤1.25

2 無(wú)人機(jī)無(wú)線數(shù)據(jù)鏈路校準(zhǔn)設(shè)備的分系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 程控功率計(jì)

功率計(jì)作為一種通用電子測(cè)量設(shè)備，易受環(huán)境溫濕度等因素影響[7]，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量往往要求在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，由于無(wú)人機(jī)系統(tǒng)作戰(zhàn)使用環(huán)境的特殊性，對(duì)其發(fā)射功率的測(cè)量必須克服這一局限，應(yīng)其能適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的各種復(fù)雜惡劣環(huán)境條件。因此需要研制針對(duì)無(wú)人機(jī)射頻信號(hào)的特點(diǎn)且具有溫度自動(dòng)補(bǔ)償能力的現(xiàn)場(chǎng)功率計(jì)，使其既能完成大功率測(cè)量，又能滿足小功率測(cè)量的準(zhǔn)確度[8]。

功率計(jì)的關(guān)鍵部件是功率探頭[9]，目前功率探頭的種類很多，主要?dú)w類于三種：熱敏電阻式、熱電偶式和晶體二極管式。上述探頭配置相應(yīng)的衰減器，可獲得更高功率的量程，實(shí)現(xiàn)中功率測(cè)量[10]。在本研究中，功率計(jì)設(shè)計(jì)采用熱電偶式C波段中功率計(jì)設(shè)計(jì)。

2.2 程控衰減箱

接收機(jī)接收靈敏度的檢測(cè)需要有射頻信號(hào)源來(lái)給接收機(jī)施加低電平的激勵(lì)，電平的高低通過(guò)控制程控衰減箱來(lái)改變[11]。如何評(píng)判接收正確與否？如何衡量？這是無(wú)人機(jī)裝備有別于其他接收機(jī)的特殊地方。經(jīng)反復(fù)論證得出：通過(guò)尋找隱藏在遙測(cè)信息中的特征字來(lái)判別鏈路中的鎖定情況，即找到接收機(jī)正常接收時(shí)的低電平閾值。設(shè)計(jì)方案為：給定程控衰減箱的衰減量，再查詢特征字獲悉鏈路鎖定情況，如果已鎖定，再加大衰減量，降低接收機(jī)輸入電平，直至發(fā)現(xiàn)特征字顯示鏈路失鎖；若給定程控衰減箱的衰減量，查詢特征字獲悉鏈路已失鎖，則減小衰減量，提高接收機(jī)輸入電平，直至發(fā)現(xiàn)特征字顯示鏈路鎖定。根據(jù)從鎖定到失鎖的這一過(guò)程對(duì)應(yīng)的衰減量、射頻線纜的損耗和發(fā)射的小信號(hào)功率，算出被測(cè)接收機(jī)的靈敏度。

接收靈敏度指標(biāo)的檢測(cè)必須利用無(wú)人機(jī)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的小信號(hào)通過(guò)程控衰減箱后加到鏈路接收機(jī)的輸入端，格式不同的信號(hào)鏈路始終失鎖，無(wú)法進(jìn)行校準(zhǔn)[12]，如圖5所示，圖中以上行主通道任務(wù)機(jī)接收機(jī)的接收靈敏度的校準(zhǔn)為例，從地面站上行主通道的小信號(hào)輸出(即功率放大器的輸入端)獲得低電平的激勵(lì)，經(jīng)過(guò)程控衰減箱后，輸出可調(diào)的弱電平信號(hào)給任務(wù)機(jī)接收機(jī)，主控系統(tǒng)再檢測(cè)任務(wù)機(jī)接收機(jī)的鎖定狀況，當(dāng)弱電平信號(hào)使任務(wù)機(jī)處于鎖定和失鎖的邊界時(shí)，此電平信號(hào)就是任務(wù)機(jī)接收機(jī)的接收靈敏度指標(biāo)。

圖5 接收靈敏度校準(zhǔn)過(guò)程圖

3 無(wú)線鏈路校準(zhǔn)設(shè)備的實(shí)現(xiàn)

無(wú)線數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)校準(zhǔn)設(shè)備采用組合箱結(jié)構(gòu)，原型如圖6所示。

圖6 無(wú)人機(jī)無(wú)線數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)校準(zhǔn)設(shè)備原型實(shí)物圖

無(wú)線數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)校準(zhǔn)設(shè)備需要研制適合裝備特點(diǎn)的關(guān)鍵設(shè)備及其附屬模塊，還需要選購(gòu)?fù)ㄓ脙x器儀表組成，對(duì)通用儀器設(shè)計(jì)主要是儀器的選型應(yīng)與被試設(shè)備參數(shù)范圍相適應(yīng)，兼顧成本和可靠性。無(wú)線數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)校準(zhǔn)設(shè)備主要用于平時(shí)或戰(zhàn)時(shí)裝備現(xiàn)場(chǎng)條件下校準(zhǔn)鏈路的綜合性能，重點(diǎn)是上、下行鏈路發(fā)射功率、接收最低電平指標(biāo)的校準(zhǔn)，從而給無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的作戰(zhàn)距離作出定量評(píng)定。這部分硬件技術(shù)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是功率計(jì)探頭和指示器、程控衰減箱在各個(gè)不同頻點(diǎn)、不同環(huán)境下測(cè)量結(jié)果的一致性、穩(wěn)定性的保證，構(gòu)建出適合裝備現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量平臺(tái)。

3.1 程控衰減箱

程控衰減箱由數(shù)控衰減器、功分器、半鋼電纜連接組件、固定衰減器組成，原理框圖如圖7(a)所示，其中數(shù)控衰減器為有源器件，極易受環(huán)境溫度影響使功率衰減量變化[13]。重點(diǎn)對(duì)該模塊做了溫度誤差修正，內(nèi)置感溫器件和溫度修正數(shù)據(jù)庫(kù)。其他部分屬于無(wú)源器件，量值穩(wěn)定，事先標(biāo)定好即可保證系統(tǒng)測(cè)量要求。從功分器分流一部分射頻小信號(hào)送到功率計(jì)，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)頻段頻點(diǎn)的射頻小信號(hào)功率，以便系統(tǒng)準(zhǔn)確計(jì)算出接收機(jī)正確工作時(shí)的最低電平。設(shè)計(jì)完成的程控衰減箱實(shí)物圖如圖7(b)所示。

圖7 程控衰減箱工作過(guò)程及實(shí)物圖

3.2 寬動(dòng)態(tài)范圍高精度功率計(jì)

功率計(jì)在無(wú)線數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的發(fā)射設(shè)備、接收設(shè)備檢測(cè)中都是必不可少的環(huán)節(jié)。針對(duì)無(wú)人機(jī)裝備及其無(wú)線數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)射頻信號(hào)的特點(diǎn)，既要滿足大功率檢測(cè)時(shí)功率計(jì)安全，不被燒壞，又要保證小功率量程時(shí)準(zhǔn)確度高。需研制適合該特點(diǎn)的功率計(jì)。

3.2.1 功率探頭設(shè)計(jì)

采用薄膜熱電偶片進(jìn)行功率探頭設(shè)計(jì)，需要保證射頻輸入端匹配狀況良好；由于薄膜熱電偶片的工作溫度范圍0 ℃～45 ℃比較寬，采用隔熱材料進(jìn)行了功率探頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證功率探頭內(nèi)的熱電偶片受溫度等環(huán)境因素影響小，并將溫度系數(shù)修正入功率計(jì)內(nèi)；熱電偶檢測(cè)出的電壓比較小(0.01 mV)，采用了穩(wěn)定性好的低噪聲放大器，獲得高的檢測(cè)靈敏度。

3.2.2 功率指示器電路設(shè)計(jì)

用24位AD轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行了指示器部分的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了低于0.01 mV的電壓測(cè)量，且數(shù)據(jù)采集速率達(dá)到100次/ms，提高了測(cè)量效率；頻率校正因子旨在提高功率計(jì)的測(cè)量精度。

3.2.3 中功率計(jì)的校準(zhǔn)因子定標(biāo)

C波段中功率計(jì)由熱電偶功率探頭和相應(yīng)的指示器組成，使用兩個(gè)不同范圍的功率探頭并僅使用一個(gè)中等功率指示器。其組成原理圖及實(shí)物見(jiàn)圖8。

圖8 C波段中功率計(jì)工作過(guò)程及實(shí)物圖

為了衡量所研制的中功率計(jì)測(cè)量功率的準(zhǔn)確性，需要對(duì)其校準(zhǔn)因子的值進(jìn)行定標(biāo)并用以修正功率計(jì)的讀數(shù)。當(dāng)用功率計(jì)測(cè)量信號(hào)功率Pi時(shí)，由于功率探頭通常產(chǎn)生反射功率Pr，這與功率探頭的反射系數(shù)ΓL有關(guān)。為了確定輸入信號(hào)功率Pi，引入校準(zhǔn)因子的概念并且利用校準(zhǔn)因子校正功率計(jì)的指示。結(jié)合總體設(shè)計(jì)方案，對(duì)1 mW～250 mW量程的功率和250 mW～50 W量程的功率采用交替比較法，分別用高一級(jí)的小功率標(biāo)準(zhǔn)和中功率標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)中功率計(jì)校準(zhǔn)因子進(jìn)行定標(biāo)，并將定標(biāo)校準(zhǔn)因子修正值寫入功率計(jì)的顯示程序中。校準(zhǔn)后，中功率計(jì)的功率測(cè)量不確定度為3%。

3.3 誤碼儀

傳輸誤碼率是無(wú)人機(jī)無(wú)線數(shù)據(jù)鏈性能的關(guān)鍵指標(biāo)，無(wú)線數(shù)據(jù)鏈傳輸信道具有特殊的幀格式[14]。目前通用誤碼儀僅能用于電信等領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)通信信道誤碼率的測(cè)試，對(duì)信道可靠性要求高、檢測(cè)速度慢、無(wú)法檢測(cè)具有特殊幀格式的專用信道，且造價(jià)昂貴。因此，根據(jù)無(wú)人機(jī)信道數(shù)據(jù)幀格式和誤碼檢測(cè)要求，研制一種可自適應(yīng)信道特殊幀格式的誤碼檢測(cè)分析設(shè)備成為系統(tǒng)無(wú)線數(shù)據(jù)鏈檢測(cè)誤碼檢測(cè)的關(guān)鍵。

圖10 誤碼檢測(cè)過(guò)程圖

常見(jiàn)的誤碼率檢測(cè)儀多數(shù)用于檢測(cè)各種標(biāo)準(zhǔn)高速信道[15]，不便于檢測(cè)無(wú)人機(jī)無(wú)線數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)中具有特殊幀格式的專用通信信道，并且價(jià)格昂貴，搭建檢測(cè)平臺(tái)復(fù)雜。因此，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)誤碼檢測(cè)中，自行研制了誤碼檢測(cè)儀。設(shè)計(jì)了基于FPGA的誤碼率檢測(cè)儀方案，使用Altera公司的Cyclone系列的FPGA(EP1C6240C)及相關(guān)的外圍電路[16]，實(shí)現(xiàn)誤碼檢測(cè)功能，誤碼儀具有多種工作模式，并將誤碼檢測(cè)結(jié)果直接顯示于誤碼儀上的LCD顯示屏上。無(wú)人機(jī)校準(zhǔn)檢測(cè)系統(tǒng)主控計(jì)算機(jī)可以通過(guò)誤碼儀實(shí)現(xiàn)的異步串行接口(UART)配置誤碼檢測(cè)儀并讀取誤碼信息，由計(jì)算機(jī)完成進(jìn)一步的誤碼分析。誤碼檢測(cè)設(shè)備樣機(jī)如圖9所示。

圖9 誤碼檢測(cè)設(shè)備實(shí)物圖

系統(tǒng)采用FPGA作為系統(tǒng)的核心，由控制模塊，錯(cuò)誤檢測(cè)主模塊，鍵盤，LED / LCD顯示模塊等模塊組成，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了單幀可選字節(jié)，可定時(shí)單幀固定字節(jié)，可選幀數(shù)可定時(shí)固定字節(jié)且中間可插任意碼元等PN碼測(cè)試信道性能。

根據(jù)無(wú)人機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)誤碼檢測(cè)的功能要求，誤碼儀的工作模式如下：

實(shí)現(xiàn)固定碼長(zhǎng)序列的誤碼檢測(cè)；實(shí)現(xiàn)一定時(shí)間范圍內(nèi)序列的誤碼檢測(cè)；實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)上下行數(shù)據(jù)鏈路特殊數(shù)據(jù)幀格式的錯(cuò)誤檢測(cè)；實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)圖像傳輸通道數(shù)據(jù)幀格式的錯(cuò)誤檢測(cè)。

誤碼檢測(cè)儀原理如圖10所示，F(xiàn)PGA內(nèi)部的邏輯代碼用Verilog HDL硬件描述語(yǔ)言在Altera公司的Quartus 6.0集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下開(kāi)發(fā)。

經(jīng)過(guò)測(cè)試，誤碼檢測(cè)儀的差錯(cuò)率為10-8，可用于傳輸速率低于100 MHz的信道誤碼檢測(cè)，滿足設(shè)計(jì)要求。

4 性能指標(biāo)試驗(yàn)

無(wú)線數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)校準(zhǔn)設(shè)備指標(biāo)測(cè)試主要包括：功率計(jì)校準(zhǔn)試驗(yàn)、程控衰減箱校準(zhǔn)試驗(yàn)。主要目的是驗(yàn)證功率計(jì)、程控衰減箱是否滿足無(wú)線數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)發(fā)射功率、接收靈敏度的校準(zhǔn)要求。

4.1 功率計(jì)校準(zhǔn)試驗(yàn)

試驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證功率計(jì)的功率座是否滿足進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)發(fā)射功率、接收靈敏度校準(zhǔn)的指標(biāo)要求。

試驗(yàn)場(chǎng)地：中國(guó)電子科技集團(tuán)公司電子第38研究所計(jì)量測(cè)試中心。

試驗(yàn)儀器：量程校準(zhǔn)器、功率標(biāo)準(zhǔn)座、量熱式功率計(jì)[17]。

試驗(yàn)方法：對(duì)1 mW～250 mW量程的功率和250 mW～50 W量程的功率分別用小功率標(biāo)準(zhǔn)和中功率標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)，采用交替比較法[18]對(duì)中功率計(jì)校準(zhǔn)因子進(jìn)行定標(biāo)測(cè)試。

將標(biāo)準(zhǔn)功率座分別連至量程校準(zhǔn)器和量熱式功率計(jì)，記錄此時(shí)功率指示器的示值；保持量程校準(zhǔn)器的輸出功率幅度不變，將被校功率座分別連至量程校準(zhǔn)器和功率指示器，記錄此時(shí)功率指示器的示值，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1、2。駐波系數(shù)小于1.2。

表1 中功率探頭(250 mW～50 W)

表2 小功率探頭(1 mW～250 mW)

表中數(shù)據(jù)表明，功率測(cè)量不確定度不超過(guò)0.35 dB，滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。

4.2 程控衰減箱校準(zhǔn)試驗(yàn)

試驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證程控衰減箱工作是否正常，檢驗(yàn)其衰減量是否滿足無(wú)線數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)接收靈敏度的校準(zhǔn)要求。

試驗(yàn)場(chǎng)地：中國(guó)電子科技集團(tuán)公司電子第38研究所計(jì)量測(cè)試中心。

試驗(yàn)儀器：信號(hào)源、主控制設(shè)備、HP8902AT測(cè)量接收機(jī)。

試驗(yàn)原理：程控衰減箱校準(zhǔn)試驗(yàn)采用串聯(lián)中頻替代法與射頻替代法相結(jié)合的方法[19]。信號(hào)源的輸出信號(hào)連至被校程控衰減箱，主控制設(shè)備通過(guò)串口改變程控衰減箱的衰減量，通過(guò)測(cè)量接收機(jī)接收信號(hào)，得到實(shí)際衰減量。

表3 程控衰減箱校準(zhǔn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表(dB)

經(jīng)計(jì)算，程控衰減箱的允許誤差極限不超過(guò)1.5 dB，滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。

5 結(jié)論與展望

無(wú)人機(jī)系統(tǒng)在現(xiàn)有測(cè)試手段和條件下，測(cè)試方法以開(kāi)環(huán)測(cè)試為主，測(cè)試指標(biāo)種類、數(shù)量少，測(cè)試結(jié)果精度低，在無(wú)人機(jī)無(wú)線數(shù)據(jù)鏈校準(zhǔn)中引入環(huán)路測(cè)試方法，以發(fā)遙控指令及接收遙測(cè)數(shù)據(jù)的方式，通過(guò)發(fā)送和接收兩條線路，在校準(zhǔn)與檢測(cè)的過(guò)程中形成閉合的信號(hào)檢測(cè)環(huán)路，搭建出在線動(dòng)態(tài)測(cè)試環(huán)境，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)受控狀態(tài)下的綜合性能校準(zhǔn)與檢測(cè)。解決系統(tǒng)檢測(cè)方法單一、準(zhǔn)確率低、無(wú)法定量分析的問(wèn)題。突破了基于閉環(huán)可控的無(wú)線數(shù)據(jù)鏈校準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計(jì)、無(wú)人機(jī)射頻弱信號(hào)寬動(dòng)態(tài)范圍高精度測(cè)試等關(guān)鍵技術(shù)，研制了無(wú)線數(shù)據(jù)鏈校準(zhǔn)設(shè)備，解決了無(wú)線鏈路主要參數(shù)校準(zhǔn)檢測(cè)的難題，為裝備日常維護(hù)、作戰(zhàn)訓(xùn)練及承擔(dān)重大飛行任務(wù)前的技術(shù)保障提供了定量評(píng)定手段。

下一步將提高無(wú)人機(jī)裝備校準(zhǔn)和檢測(cè)的覆蓋率，建立無(wú)人機(jī)計(jì)量保障體系，制定有關(guān)裝備的技術(shù)法規(guī)文件，使武器裝備的參數(shù)校準(zhǔn)、檢測(cè)有據(jù)可依，執(zhí)行有標(biāo)準(zhǔn)可參照。