雷达接收机灵敏度自动测试方案设计
雷达接收机综合测试系统设计
Telecom Power Technology
研制开发
雷达接收机综合测试系统设计
钱 程，钱叶旺，许亚男
机电工程学院，安徽池州
针对雷达接收机测试过程高速、实时及数据量大的特点，设计了一种高性能雷达接收机综合测试系统。
该系统
设计的高速数据采集卡通过光纤接口采集雷达接收机数据，并通过
由专用虚拟仪器分析软件对雷达数据进行分析测量，
详细介绍了雷达接收机综合测试系统的组成、高速数据采集卡等硬件设计以及专用虚拟仪器分析软件的设计。
雷达接收机；虚拟仪器分析软件；高速数据采集卡；FPGA
Design of Radar Receiver Integrated Test System
QIAN Cheng，QIAN Ye-wang，XU Ya-nan
School of Mechanical and Electrical Engineering，Chizhou University
In view of the characteristics of high speed，real time and large amount of data in the test process of radar designing a high performance radar receiver comprehensive test system. The system is composed of real instrument
based on the FPGA design of high-speed data acquisition card through the optical。
雷达接收机自动测试系统设计
工作方舱内 ，指标测试至少需要 ４人 ／１５ ． 小时 ，才能完成 一套接收机的测试 工作 ， 并 且 还 有 人 为 因素 的 存 在 ， 数 据 准 确 度 不 高 。这些 不利 因素都 制约 了接收 机测
试 工 作的 发 展 。
控制软件主要功能是方便用 户设置各 种 参 数 ，并 控 制 设 备 按 照 预 定 程 序 运 行 ，并从 测试 设 备 中采 集 测试 数据 。 计算显示软 件主要功能是把采集到的 数 据进 行计算 ，并 把 测试 结果 存档 或送
ｍｅｈ ｄ ｉ ｔａ ｉｏ ｔ ａ ｒ ｏ ｏ ｔａ ｔ． ｔ ｏ ｗ ｔ ｒ ｄ ｉｎ Ｏ ｃ ｒ ｙ ｎ ｃ ｎ ｒ ｓ ｈ ｔ
Ｐ ｄ ｒ ｅ ｉｅ ； Ｔ ｓ ； Ａ ｔ ｍ ｔ ￣ ａ ｒｃ ｖ ｒ ＆ ｅ ｅｔ ｕｏ ａ ｉ ｃ
接收 机 指标 比较 多 ，而 且频率 变化 范 围大 ， 测 试 要 逐 步 进 行 ， 需 要 较 多 的 人 员配置和 浪 费大量 时 间 ，以某 大型雷 达为例 ，接收 机有 ８个正常通道 ，接收机 通道 的两端分 别在距离很远的天线车上和
到显 示 器 显示 。
每个 测试 仪表设 置测 试参 数 ，重 复性 工 作较 多 ，并 且 容易误 操作 。 自动测试 系 统 只 需 要 设 置 一 次 参 数 ， 控 制 系 统 自动 把 参数 分配 给每 个仪 表 ，操 作简 单 ，使 用 方便 。 传统测试的数据处 理全部靠 人完成 ， 在 自动测 试 系统 中 ，消除 了人 为因素 对 数 据 的 影 响 ，提 高 了测 试 数 据 的 准 确
雷达接收机自动测试设计与实现
Ｚ， 总动态 为 Ｄ—ｙ Ｐ一， ＿ 总增益 Ｇ＝Ｚ Ｙ＋１ － 。测试完— 个通
通常测 试雷 达接 收机 的主要技 术指标 包括 ： 接收 机噪
道后 ， 测试 电缆更换 到另外一个通 道 ， 复上述操作 。 把 重
声系数 、 接收机增益 、 接收机动态、 接收信号带宽、 收机 接
带 内平坦度 。
０ 引 言
雷 达技术 的发展 ， 对 接收 机测 试指 标 的要 求越 来 使得 越多 ， 雷达的接 收机都 要 花费 大量 的人 员 和时 间在 测 每部 试 指标 的设置上 ， 收机 自动测 试 系统 能够 自动 测试 我 们 接 关 心的接收机 的技术指标 ， 节省测试 时间和人 员配置 ， 高 提 测试工 作的效率 。本 文分析 了传统 的接收机测 试方 法及其 优缺点 ， 了接收机 自 介绍 动测试 系统的设计 和实现 方法 ， 以 及其软硬件 组成和测 试过 程 ， 和传统 的测 试 方法 进行 了 并
图 １ 接收机 噪声 系数测试框 图 １２ ２ 接收机 动态 和增益 测试 ．．
校准测试仪 表及辅 助测 试 电缆 后 ， 照 图 ２ 按 连接 测试
１ 测 试 指 标 及 传 统 测试 方 法
１ １ 测试指 标 ．
设备 ， 用频谱仪监视接收通道信号输 出跟 随信号源变化情 况 ， １ｄ 读 Ｂ压缩点处信 号源输 出功率 ｙ 和频谱 仪功率 读数
接收机灵敏度的测量方法
也就 是说 ，只要 把接 收机 的噪 声 系数Ｆ 出便 可算 出其 临界灵 测 敏度 Ｓ ，我 们把 这种 接收 机灵 敏度 的测 试方 法叫做 噪声 系数 法 。 具体 测试 方法 ： 准备 仪器 ： １ ）待测设 备 Ｄ Ｔ Ｕ。 ２ ｇ ｅｔ ８７Ａ 声系 数分 析仪 。 ）Ａ ｉｎ Ｎ ９３ 噪 ｌ ３ Ｐ ６８ 脉 冲信 号驱 动噪声 源 。 ）Ｈ ８４ Ｄ ４ Ｇ ３ ３Ａ ）Ａ Ｅ ６ １ 直流 电源 。 按 照 图 １ 示 ，使 用 Ａ ｉｎ ８ ７ Ａ 所 ｇ ｅｔ ９ ３ 噪声 系数 分 析仪 将带 有 噪 ｌ Ｎ 声 源 （ ｏｓ ｏｒｅ ｎ ｉ ｓｕｃ ）一 端连 接 待测 设 备 的输 入端 ，另一 端 口与待 ｅ 测 设备 输 出端相 连 。对设 备通 电 （ Ｇ ３３ａ Ａ Ｅ ６ １ ）并加 入本 振 （ Ｏ） Ｌ 脉 冲信 号驱 动 噪声 源 （ Ｐ ６ ８ Ｈ ８４ Ｄ）后 ，对 噪声 系 数测 试 仪设 置 好 些 必 须 参 数 ，例 如 频率 范 围 、应 用 （ 大 器／ 频 器 ）以及 校 放 混 准 电缆 等 。 经过 噪声 系数 分 析 仪 测 量 可 以 得 到 被 测 设 备 的 噪 声 系数。 记 录好 各 频 点 的噪 声 系 数 ，利用 公 式 Ｓ ＝ １４ｄ ＋ ０ １ Ｂ 一 Ｂ １ １ ｇ １ （ ｚ ＋ Ｏ ｇ计 算 得 出各 频点 的灵 敏度 ，取最 小值 得 到 接 收机 ＭＨ ） ｌ ｌＦ 灵 敏度 。 ３ 灵敏 度的直观 测量 法测量接 收机 灵敏度
１ ７ ６
应 用 方 法 论
２窄 霸 Ｌ 科２ ７ ＿ ０年 未 １ 第期
接 收机 灵敏 度 的测量 方法
王 硕
（ 中电集团二十所 ，陕西西安 ７ ０ ６ １０ ８）
实验一 接收机灵敏度实验
实验一接收机灵敏度实验
试验目的：熟悉雷达接收的最基本的条件是有足够强的雷达回波信号能量进入接收机。
掌握切线灵敏度的定义。
观察在雷达回波信号能量变化的条件下，接收机输出的雷达回波信号的包络的变化。
试验内容：
1．熟悉实验装置的电路结构和器件，检查电源线是否连接，检查快速熔断器是否良好。
2．连接目标回波包络输出到示波器。
3．改变目标回波幅度，观察示波器输出的雷达目标回波信号波形。
试验报告：
1．雷达目标回波信号波形分析
2．计算雷达的切线灵敏度。
雷达接收机灵敏度的测试方法
雷达接收机灵敏度的测试方法
谭博
【期刊名称】《零八一科技》
【年(卷),期】2003(000)002
【摘要】接收机灵敏度表征了雷达接收微弱信号的能力，准确测量接收机灵敏度对于预估雷达作用距离有其重要意义。
通常接收机灵敏度是指临界接收灵敏度Simin，即接收机输出信噪比so/no=0dB时的输入信号功率。
然而工程中准确界定so/no=0dB有其实际困难，本文分析了接收机的噪声、信号形式，总结出了一种工程中简单可行的灵敏度测试方法。
【总页数】7页(P49-55)
【作者】谭博
【作者单位】零八一总厂研究所广元628017
【正文语种】中文
【中图分类】TN957.5
【相关文献】
1.雷达接收机灵敏度测试方法 [J], 罗凡;沈金泉;严明明
2.雷达接收机灵敏度测试方法研究 [J], 白冰;张晋华;冯英
3.雷达接收机脉冲灵敏度测试 [J], 吕贵洲;梁冠辉;朱赛
4.一种二次监视雷达接收机灵敏度的自动测量方法 [J], 李枢;杜世勇;唐川
5.二次监视雷达接收机灵敏度的自动测量方法 [J], 王璐
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一种二次监视雷达接收机灵敏度的自动测量方法
• 63•在当今民航事业迅猛发展的环境下，二次监视雷达作为空中交通管制的重要设备，在空域监视和保障飞行安全方面发挥着不可或缺的作用。
因此，二次监视雷达必须具备很高的可靠性和稳定性，为了实时掌握二次监视雷达的设备状态，需要对二次监视雷达的接收机灵敏度等重要性能指标进行监控。
本文所述的二次监视雷达接收机灵敏度的自动测量方法，通过周期性地向接收机施加测试激励信号，接收机反馈与自身灵敏度相关联的模拟信号，对该模拟信号进行A/D 量化处理后，获得模拟信号幅度，经过转换函数一种二次监视雷达接收机灵敏度的自动测量方法四川九洲空管科技有限责任公司 李 枢 杜世勇 唐 川图1 测试激励信号时序图图2 转换模拟视频电路图计算出二次监视雷达的接收机灵敏度。
该方法十分简便，无需使用ATC-1400A 测试测距仪等昂贵专用测试设备，同时不会影响二次监视雷达的正常工作。
1 现有测量方法的缺点在通常情况下，二次监视雷达的接收机灵敏度只能通过ATC-1400A 测试测距仪等昂贵专用测试设备进行测量，尤其是在航管站，二次监视雷达全天候、全天时不间断工作，不能暂停使用来进行测量，因此传统测量方法十分不便。
2 技术方案实现2.1 施加测试激励信号二次监视雷达的数字信号处理板FPGA 产生测试门和测试编码信号，在每一个询问触发周期的前100us 内作为激励信号施加给接收机，测试门和测试编码信号在正常发射的询问编码信号之前，不会与接收的应答信号产生混淆，因此对二次监视雷达的正常工作不• 64•会造成影响。
测试激励信号时序图如图1所示。
2.2 接收机耦合模拟视频接收机收到测试激励信号后，检测到测试门信号有效，通过对数检波器耦合出与测试编码同步的模拟视频信号，模拟视频信号的幅度反映接收机的灵敏度。
图2为二次监视雷达接收机通过对数检波器转换为模拟视频信号电路图。
2.3 A/D量化二次监视雷达的数字信号处理板对接收机反馈的模拟视频通过A/D 转换芯片进行A/D 量化。
雷达接收机灵敏度测试方法
方法。
关键词： 接收机灵敏度 ； 信噪 比； 限带高斯噪声 ； ｔｂ仿真 Ｍａａ ｌ 中图分 类号 ：Ｎ ５ Ｔ ９ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ０ ００ （０ １０ ０４ ０ １ ６— ７ ７ ２ １ ）５— ０ ７— ４ ０
Ｔｅ ｔＭ ｅ ｈｏ ｆ Ｒｅ ｅ ｖ ｒ Ｓ ｎ ｉｉ ｉｙ ｆ ｒ Ｒａ ａ ｓ ｔ ｄ ｏ ｃ ｉ ｅ ｅ ｓｔｖ ｔ ｏ ｄ ｒ
Ｌ ０ Ｆ ｎ ＨＥ ｉ— ｕ ｎ，ＹＡ ｎ — ｎ Ｕ ａ ，Ｓ Ｎ Ｊｎ ｑ ａ Ｎ Ｍｉｇｍｉｇ
（ ｌａ ｅｒｓｎａｖ ｆｃ ｆ Ｌ ｔ ｅ ｕｎｙａ ， ｕ ｎｙ ａ ２０ ７ Ｃ ｉａ Ｍｉ ｒ Ｒ ｐｅｅｔ ｉ Ｏ ｅｏ ＡＳａ ｄｉ Ｇ ａｇｕ ｎ Ｇ ａｇｕｎ ８ １ ， ｈｎ ） ｉｙ ｔ ｔｅ ｉ Ｐ ｙ ｎ ６
ｔ ｎ ｉ ｏ
雷 达接 收 机 通 常 由 限幅 器 、 频 放 大 器 、 频 器 、 高 混 中频 放
现在 需 要 讨论 的是 是 否 可 以根 据 临 界 灵 敏 度 的直 观 定 义 ， 即
ｓｍ ＝ ｕ
大器等元器件组成… 。接 收机灵敏度用来 表征接收 机接收 微弱信号的能力 。在 噪声背景下检测 目标 ， 接收机输 出端不 仅要使信号放大到足够的数值 ， 更重要的是 使其输出信噪 比 ｓ ｎ 达到所需数值 。若令这个所需 数值 ／ 。＝ Ｂ 便 可 。 。 ／ ｎ ０ｄ ，
Ｇｅ ｅａｌ ｈ ｅ ｓｔｖｔ ｆＲａ ａ ｅ ｅｖ ｒｉ ｏ ｓ ｏ ｔ ｅ ｃ ｉ ｃ ｌｒ ｃ ｉｉ ｇ ｓ ｎ ｉｉｉ ＿，ｎ ｍｅｙ ｉ ｉ ｈ ｎ ｒ ｌ ｔ ｅ ｓ ｎ ｉ ｉｙ ｏ ｄ ｒｒ ｃ ｉ ｅ ｓｔ ｈ ｗ ｈ ｒｔ ａ ｅ ｅｖｎ ｅ ｓｔ ｔ Ｓ ｎ ａ ｌ ｔ ｓｔｅ ｙ ｉ ｉ ｖｙ ｉｐ ｔｓｇ ａ ｏ ｒｗｈ ｎ ｔ ｅ ｒｔｏｏ ｉｎ ｏ ｎ ｉｅｆ ｒｒ ｃ ｉｅ ｕ ｐ ｔｉ Ｏ ｎ ｎ ｕ ｉｎ ｌｐ ｗｅ ｅ ｈ ａｉ ｆｓｇ ａ ｔ ｏｓ ｅ ｅｖ ｒｏ ｔ ｕ ｓＳ ／ ０＝０ ｄ ｌ ｏ Ｂ． Ａｉ ｄ ａ ｈ ｕ ｚｅ ｍｅ ｔｔ ｅｐ ｚ ｌ
雷达接收机灵敏度自动测试方案设计
科学技术与工程
Science T echno logy and Eng ineering
V o l 10 N o 26 Sep 2010 2010 Sci T ech Engng
雷达接收机灵敏度自动测试方案设计
( 1) 按照雷达发射机的参数设 计输出信号, 分 两路输出: 一路作为雷达系 统触发脉冲; 另一路有 一定的时间延迟, 模拟目标信号;
( 2) 输入信号不能过强, 否则会使接收机过饱
图 3 测试精度设计
6 实验结果
根据测试平台的设计方案构建的试验台如图 4 所示: 前方为波导组 件, 波导组 件正后方右侧 为示 波器。
图 5 即为对某型雷达接收机灵敏度的测试 结果;
图 6 输出测试结果时示波器显示的信号波形
图 6下端输出的波形即为接收机输出端的输出 波形, 在测试过程中, 目标回波 在示波器下端 固定 位置出现, 随着输入 信号幅度减弱, 目标回波 幅度 也不断减弱, 直至消失, 如图 6所示; 图 6中可以佐 证此时接收机的确无信号输出, 灵敏度测试系统的 测试结果真实可信。
通过试验 可知: 当精 度设 置为 10- 3 dB # mW 时, 该接收机表现出不敏感。如输出信号功率设置 为 - 107 431 dB # mW 时, 每次输出测试结果不确
46
科学 技术与工程
10 卷
图 6为自动测试系统输出结果时示波器显示的 目标回波波形;
图 4 试验台
定, 有时输出为 1!, 有时输出为 0!。但输入信号功 率大于 - 107 44 dB# mW 则输出测试结果为全 0!, 由 此可以判定接收机灵敏度为 - 107 43 dB# mW, 意味 着在此以上的输入有效。
雷达接收机灵敏度计算公式(一)
雷达接收机灵敏度计算公式(一)雷达接收机灵敏度雷达接收机的灵敏度是指在一定噪声条件下能够接收到的最小有效信号功率。
它是衡量雷达系统性能的重要指标之一。
本文将介绍雷达接收机灵敏度的相关计算公式，并用例子进行解释和说明。
1. 雷达接收机灵敏度的定义雷达接收机的灵敏度通常用信噪比（SNR）来表示，即有效信号功率与噪声功率之比。
我们可以将雷达接收机灵敏度定义为：灵敏度（Sensitivity）= 接收到的有效信号功率 / 噪声功率2. 灵敏度计算公式根据雷达接收机灵敏度的定义，我们可以得出下面两种常见的计算公式：信噪比的计算公式信噪比（SNR）= 接收到的有效信号功率 / 噪声功率接收机灵敏度的计算公式灵敏度（Sensitivity）= 10 * log10(SNR)其中log10表示以10为底的对数运算。
3. 示例解释假设某雷达系统的有效信号功率为10-9瓦，噪声功率为10-12瓦，我们可以使用上述公式来计算该雷达系统的灵敏度。
首先，计算信噪比（SNR）：SNR = 接收到的有效信号功率 / 噪声功率 = (10^-9瓦) /(10^-12瓦) = 10^3然后，根据接收机灵敏度的计算公式计算灵敏度：灵敏度（Sensitivity）= 10 * log10(SNR) = 10 * log10(10^3) = 30 dB因此，该雷达系统的灵敏度为30 dB。
4. 结论雷达接收机灵敏度是衡量雷达系统性能的重要参数之一，它可以通过信噪比（SNR）来计算。
根据接收机灵敏度的计算公式，我们可以得出雷达系统的灵敏度。
在实际应用中，我们可以根据灵敏度的数值来评估系统的性能，并进行相应的优化和改进。
通过以上的例子和解释，希望读者对雷达接收机灵敏度有更加深入的理解和认识。
雷达接收机灵敏度的探讨
雷达接收机灵敏度的探讨摘要雷达接收机性能的重要指标之一是灵敏度。
本文主要陈述了雷达接收机的工作原理，灵敏度含义，以及工作中的测量切线灵敏度的方法。
关键词超外差；动态范围；灵敏度；切线灵敏度中图分类号TN957 文献标识码 A 文章编号1673-9671-(2012)071-0095-01随着雷达设备的日益增多，维护水平的不断提高，如何理解并掌握雷达接收机灵敏度的相关知识和测量技能已经成为雷达维护人员的重要日程。
灵敏度是雷达接收机性能的重要指标之一，灵敏度的高低直接反应了一部雷达探测性能的优劣。
1 雷达接收机的组成图1所示的是典型的超外差电路框图，雷达接收接收机就是这样的装置。
它将所要接收的频率在调谐电路里调好以后，经过电路本身的作用，就变成另外一个预先确定好的频率，然后再进行放大和检波。
这个固定的频率，由差频作用产生的。
如果我们在接收机内制造一个振荡电波（通常称为本机振荡），使它和外来高频调幅信号同时送到一个晶体管内混合，这种工作就是混频。
由于晶体管的非线性作用导致混频的结果就会产生一个新的频率，这就是外差作用。
采用了这种电路的接收机叫外差式接收机，混频和振荡的工作，合称变频。
外差作用产生出来的差频，习惯上我们采用易于控制的一种频率，它比高频较低，但比音频高，这就是常说的中间频率，简称中频。
二次雷达中我们把这个值设定为60 MHz。
当与本振1030 MHz的相差60 MHz的970 MHz和1090 MHz 的镜像频率进入接收机时，首先在混频前预选滤波器将阻止镜像频率970 MHz 进入后级链路，只允许载波1090 MHz进入混频器。
混频后得到的中频信号，经过匹配滤波器放大，在检波得到视频信号。
以下是雷达接收机各部分的功能简述：高频部分：T/R及保护器：发射机工作时，是接收机输入端短路，并对大信号限幅保护。
低噪声高放：提高灵敏度，降低接收机噪声系数和热噪声增益。
混频器，本振：保证本振频率与发射频率差频为中频，实现变频。
基于GPIB的雷达接收机自动测试系统
基于GPIB的雷达接收机自动测试系统摘要：现代雷达作为衡量国家军事实力的重要标志,在战略、战术的攻防中起着至关重要的作用。
雷达接收机是雷达系统的重要组成部分之一,对它的技术指标进行自动测试,是研制开发、批量生产、综合保障和战时维护中必不可少的手段。
关键词：雷达、自动测试1 前言雷达接收机的参数众多，传统的人工测试方法既费时又费力，已经不能适应实际测试的需求，而且测量的结果还会受到人为因素的影响。
随着测试仪器接口总线的发展。
解决了自动测试系统中仪器，设备间的接口问题。
大规模集成电路技术发展，提供了多种用于自动测试的芯片，使接口电路的实现变得简单，这也是促进自动化测试系统发展的一个重要条件。
近年来，接口系统已从专用型逐渐发展成为通用型，要把不同国家，不同厂家生产的设备(包括仪器，仪表，计算机)互相连接在一起，构成一个自动测试系统，就需要各个厂家的产品具有相同的接口协议，即对接口的电气性能，机械尺寸，信号传输形式以及功能4个方面都需要有统一的规定，实现标准化，通用接口总路线接口就是能够满足这一要求的通用接口。
2 自动测试系统的结构和特点自动测试系统是计算机技术和仪器技术相结合的产物,它把计算机、测量仪器、固件和测试软件组合起来,除了实现了传统仪器的测量功能外,还增加了许多传统仪器无法实现的分析和处理功能。
自动测试系统的基本机构由计算机、应用软件和测量仪器硬件组成。
通过应用程序将通用计算机和测量仪器结合起来,用户可以通过友好的图形界面来操作计算机,完成对被测对象的数据采集、分析、判断、显示、存储等任务。
其中计算机与测量仪器称为自动测试系统的硬件平台,测量人员不再直接操作仪器本身,通过计算机屏幕、键盘、鼠标代替实际的仪器面板按钮,来控制仪器的启动、运行、关闭,完成对被测信号的数据采集、信号分析、波形图和频谱显示、故障诊断、数据存储、数据回放及控制输出等功能。
图1 接收机综合测试系统框图自动测试最大的优点就在于它的灵活性,用户可以根据需要改变仪器功能,完成各种不同的测试任务。
雷达接收机灵敏度虚拟测试仪
用于形成微波振荡器衰 T= 衰减后送入跟随器 RFK， 减控制信号。 VW、 VF、 VI、 O!、 O=、 O? 以及 R!5D 组 成了分段组合控制器， 在数控信号的控制下进行工 作。其作用是提高频率控制信号的精度， 从而提高 微波信号源的分辨率。
第$期
雷达接收机灵敏度虚拟测试仪
$,5
!!"
［"］ 微波电路
雷达接收机灵敏度虚拟测试仪
和志强，薛世建，曾文献
（河北经贸大学，河北 石家庄 #$##"4）
摘要： 重点介绍了雷达接收机灵敏度虚拟测试仪的设计原理及实现。它是一种基于工业标准总线 （ -5&） 的插卡式虚拟仪器， 由主控电路、 微波电路、 信号驱动电路、 内外调制电路、 电源滤波电路以及集 成于复杂可编程逻辑器件 （ ’678） 芯片的接口电路等组成。内含多波段微波信号源、 精密衰减器。与虚 拟万用表相配合， 在计算机的控制下， 可完成雷达接收机灵敏度的测试。为了解决微波信号源的频率定 标问题， 通过分析实验数据和利用最小二乘数值分析方法， 文中建立了微波信号频率定标模型并实现了 频率定标算法。 关键词： 雷达工程；雷达接收机；灵敏度测试；虚拟仪器；复杂可编程逻辑器件 中图分类号： (6!9: ; 1 ! 文献标志码： & 文章编号： （!##$） 4###<4#=% #!<#!#$<#:
（!< 555 6 ;55） =55） 789， 789； =）频率显示精度 ! 6 <> 789； ?）输出功率 @ < .A ； ;）电调衰减范围： 5 B ?5 ,C； <）衰减量显示精度! 6 5 % ! ,C %
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"%#
设计与实现
雷达接收机脉冲灵敏度测试
雷达接收机脉冲灵敏度测试
吕贵洲 梁冠辉 朱!赛
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摘要灵敏度是衡量雷达接收机性能的重要指标&传统非相参体制雷达通常测试接收机连续波灵敏度$随着全相参脉冲体制 雷达的发展&脉冲灵敏度逐渐成为衡量接收机灵敏度性能的主要指标&详细探讨了全相参接收机脉冲灵敏度测试原理&分析了影 响脉冲灵敏度测试结果的相参'触发和射频脉冲信号参数设置等因素&结合某型雷达接收机分析了测试实例&论述了测试系统组 成'测试过程'注意事项和数据处理等内容&对雷达接收机性能测试与装备保障具有较好的参考意义%
=! 引 言
接收机是雷达装备重要分系统&其主要完成微弱的目 标回波信号的功率放大和频 率 变 换 !通 常 为 下 变 频"% 根 据
雷达装备的主流&而接收机脉冲灵敏度测试也逐渐替代连 续波灵敏度测量%
>! 实 际 灵 敏 度 与 临 界 灵 敏 度
雷达方程&接收机能够识别的最小信号功率直接影响雷达
即
7S =S
#
E
时&接收机输入信号额定功率就是最小可辨p;针对的对象为非相参体制雷达接收机&且通常为 连续波模式$近年来&全相参脉冲体制雷达装备逐渐成为
收 稿 日 期 "#$% #' $$$! 修 回 日 期 "#$% #( $$% 作 者 简 介 吕 贵 洲!$%&& "&男 &江 苏 睢 宁 人 &副 教 授 &硕 士 生 导 师 &主 要 从 事 电 子 装 备 测 试 与 故 障 诊 断 '雷 达 工 程 和 雷 达 信 号 处 理 方向的研究%
基于GPTS雷达灵敏度自动测试方案设计
基于GPTS雷达灵敏度自动测试方案设计[摘要] 本文基于GPTS软件对雷达接收机灵敏度的自动测试进行研究,包括方案设计、输入信号设计、测试速度与测试精度的设计;最后给出实验结果对方案进行验证。
[关键词] 自动测试灵敏度雷达接收机灵敏度表示接收机接收微弱信号的能力(1),通常用最小可检测信号功率Simin来表示。
当接收机的输入信号功率达到Simin时,接收机就能正常接收并在输出端检测出这一信号。
如果信号功率低于此值,信号将被淹没在噪声干扰之中,不能被可靠地检测出来。
本文基于GPTS对雷达接收机灵敏度进行自动测试方案设计。
一、GPTS测试系统概述该测试方案基于GPTS3.0自动测试系统设计而成。
GPTS3.0自动测试系统基本目的是构造一个软件系统,完成测试仪器的管理,信号的产生、测试,测试程序运行控制,测试结果的处理、保存等所有测试系统都必须完成的基本工作。
将系统的通用功能和与被测对象有关的测试程序区分开来。
系统通过一组定义良好的测试程序接口提供所有的系统功能,测试程序开发者使用该接口开发针对不同被测对象的测试程序,使测试程序的开发者可以不必了解具体仪器的操作方法、复杂的测试系统软件配置而专注于被测对象的研究。
二、测试方案的设计基于雷达接收机灵敏度的定义,测试方案如图1所示:E8311脉冲发生器作为微波信号源,给接收机提供输入信号;经接收机处理后输出;再经采样,采样值与门限值进行比较,采样值大则输出为“1”,反之则输出为“0”;比较结果作为输出信号。
检测步骤如下:(1)输入信号功率;(2)降低输入信号功率;(3)检测输出信号的值,有连续两个以上“1”输出判定为有信号,重复(2),反之则判定无信号输出;(4)记录判定无信号输出时刻的输入信号功率,即为雷达接收机最小可检测信号功率Simin,检测结束。
具体测试流程如图2所示:初始信号功率的选取:首次输入信号功率时,应根据雷达接收机老旧程度、标称的灵敏度适当的选择初始信号功率。
接收机灵敏度测量方法
接收机灵敏度测量方法
灵敏度的定义与量测
接收机通常所标示的灵敏度如：输入阻抗５０Ω，频率范围30～60ＭＨｚ时，对于30ｄＢ的Ｓ／Ｎ比，其灵敏度约为30μＶ。
这种表示法可以用实际的量测方法来了解所代表的意义，如图一所示：
图一灵敏度测试方法
在接收机的声频输出，接上一个真正的ｒｍｓ（有效值）电表或数字存储示波器，在输入端接一个信号产生器（必须注意阻抗匹配）。
首先将讯号产生器和接收机设定在特定的测量频率，并调整讯号产生器，使其输出为零，此时在ｒｍｓ电表上的读值为接收机本身产生的内部杂讯功率。
再慢慢地增加讯号产生器的输出，直到ｒｍｓ电表的读值比原来增加3０ｄＢ，也就是Ｓ／Ｎ比为3０ｄＢ时，此时读取讯号产生器输出的电压值，如果是30μＶ的话，则此接收机的灵敏度就是30μＶ。
对於不同的测量频率，接收机会有不同的杂讯系数，所以，要比较接收机的灵敏度，就必须规定测量的频率和Ｓ／Ｎ比的大小才有意义。
此外，各种不同的调制模式要清楚地记录讯号所需的Ｓ／Ｎ比也不同，如ＣＷ模式须３ｄＢ即可，ＳＳＢ模式须１０ｄＢ，ＡＭ模式须１７ｄＢ。
因此，我们知道在相同的情况下，ＣＷ模式可以记录到微弱的讯号，ＳＳＢ模式则次之。
负载电阻使用1K，请各组在测试前焊上负载电阻！！！。
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钱玉莹 李淑华 叶灵伟
( 海军航空工程学院青岛分院, 青岛 266041 )
摘 要 基于 GPT S软件对雷达接收机灵敏度的自动测试进行方案设 计, 该方案包括测试平台设计、测试流程 设计、测 试速度 与测试精度的设计。给出实验 结果对方案进行验证。 关键词 自动测试 接收机灵敏度 雷达
中图法分类号 TN 957 51;
通过试验 可知: 当精 度设 置为 10- 3 dB # mW 时, 该接收机表现出不敏感。如输出信号功率设置 为 - 107 431 dB # mW 时, 每次输出测试结果不确
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科学 技术与工程
10 卷
图 6为自动测试系统输出结果时示波器显示的 目标回波波形;
图 4 试验台
定, 有时输出为 1!, 有时输出为 0!。但输入信号功 率大于 - 107 44 dB# mW 则输出测试结果为全 0!, 由 此可以判定接收机灵敏度为 - 107 43 dB# mW, 意味 着在此以上的输入有效。
参考文 献
图 5 某型雷达接收机灵敏度的测试结果
1 丁鹭飞 雷达 原 理 ( 第三 版 ) 西 安: 西安 电 子 科技 大 学出 版 社, 2003
2 G PTS3 0培训讲义 北京: 东方信标测试技术有限公司, 2003 3 李 鸣, 初晓军, 张鲁滨 RDR 系列机载气象雷达 西安: 西北工
业大学出版社, 1996 4 向敬成, 王意青, 毛自灿, 等 信号 检测与估 计 北京: 电 子工业
文献标志码 A
雷达接收机灵敏度表示接收机接 收微弱信号 当接收机的输入信号功率达到 S im in时, 接收机就能 正常接收并在输出端检 测出这一信号。如果信号 功率低于此值, 信号将被淹 没在噪声干扰 之中, 不 能被可靠地检测出来 [ 1] 。
( 1) 按照雷达发射机的参数设 计输出信号, 分 两路输出: 一路作为雷达系 统触发脉冲; 另一路有 一定的时间延迟, 模拟目标信号;
( 2) 输入信号不能过强, 否则会使接收机过饱
图 3 测试精度设计
6 实验结果
根据测试平台的设计方案构建的试验台如图 4 所示: 前方为波导组 件, 波导组 件正后方右侧 为示 波器。
2 测试平台的设计
接收机和测 试设备之间采 用定向耦合器 保证 信号的流通; 超外差式雷达接收机的灵敏度一般约 为 ( 10- 12 ~ 10- 14 ) W, 为防止测 试信号过强而 损坏 接收机, 在 接收机 和测试 设备 之间加 入同 轴衰 减 器; E8311脉冲发生器作为微波信号源, 给接收机提 供输入信号; 功率计探头检测微波源输出信号的功 率; 频谱仪测试微波 源输出信号的中 心频谱; 同时 接入示波器对接收机输出端信号进行人工监视, 以 验证自动测试的准确性; 接收机的输出端接入自动 测试系统 ( ATE) ; 最后根据不同型号的雷达采用不 同功率的匹配负载。具体测试平台如图 1所示。
测试方 案如 下: 先根据 雷达 接 收机 的实 际情 况 [ 3] , 确定输入初始信号的功率; 再不断降低 E8311 脉冲发生器产生信号的功率, 直至输出 测试结果。 为防止干 扰, 输 出信 号的宽 度必 须与输 入信 号一 致, 也就是在检测中两次以上连续为 1!、稳定、周 期出现才可以认为有信 号输出。具体 测试流程如 图 2所示。
和而丢失信号, 产生误判断, 甚至损坏接收机; ( 3)输入信号功率应略超雷达接收机灵敏度标
称值, 若初始输出信号全为 0!, 则增加输入信号功 率, 直至有信号输出, 然后按检测步骤进行检测。
5 测试速度与测试精度的设计
为保证测试精度 ( 10- n ), 通常以 ( 10- n ) dB 为 单位进行歩进测试, 这样精度每 提高一个数量级, 测试时 间就增加 10倍。为解决该矛盾, 宜先 采用 10 dB歩进值进行衰减, 当输出全为 0!时, 再采用 1 dB歩进值进行增加, 当输出有连续几个 1!时, 再 采用 ( 10- 1 ) dB 歩进值进行衰减, 依此类推, 阶梯接 近测试精度, 通过实际测试, 既可以保证测试精度, 又可以大大提高测试速度。 n 值范围取决于测试的 精度 ( n = 1, 2, 3, 4 ∀ ∀ ), 测试 精 度 流 程 如 图 3 所示:
2010 年 4月 6日收到, 6 月 11日修改
图 1 接收机灵敏度测试平台
26 期
钱玉莹, 等: 雷达接收机灵敏度自动测试方案设计
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3 测试流程的设计
根据雷达接收机的设 计性能 [ 3 ] 确 定出合适的 检测门限 [ 4] ; 对输出信号 进行采样, 当 采样值低于 门限值时, 认为采样点无信号, 检测值为 0!, 高于 门限值时, 认为采样点有信号, 检测值为 1!。
图 5 即为对某型雷达接收机灵敏度的测试 结果;
图 6 输出测试结果时示波器显示的信号波形
图 6下端输出的波形即为接收机输出端的输出 波形, 在测试过程中, 目标回波 在示波器下端 固定 位置出现, 随着输入 信号幅度减弱, 目标回波 幅度 也不断减弱, 直至消失, 如图 6所示; 图 6中可以佐 证此时接收机的确无信号输出, 灵敏度测试系统的 测试结果真实可信。
[ Ab stract] Based on GPT S , how to auto test the sensitiv ity o f radar rece iver is researched, inc lud ing prog ram design, input signa l design, test speed and test accuracy of the design. Experim enta l results are presented to vali date the program [ Key word s] auto test sensitiv ity radar
第 10卷 第 26期 2010年 9月 1671 1815( 2010) 26 6544 03
科学技术与工程
Science T echno logy and Eng ineering
V o l 10 N o 26 Sep 2010 2010 Sci T ech Engng
雷达接收机灵敏度自动测试方案设计
图 2 测试流程
人工核实自动测试的准确性: 首先观测示波器 上输出端信号的波形出现与否与检测值 0!、检测 值 1! 是否相对应; 其次通过观测频谱仪上检测信 号的中心频率来进一步判断检测结果 是否由干扰 信号产生。
4 输入信号设计
输入信号由 E8311 脉冲发 生器产生。设计输 入信号要注意以下几点:
出版社, 1994
The D esign of Autotest to the Radar R eceiver Sensitivity
Q IAN Yu y ing, L I Shu hua, YE L ing w ei
( Q ingdao B ran ch of NAE I, Q ingdao 266041, P R C h ina)
1 GPTS测试系统概述
该测试方案基于 GPTS3 0自动测 试系统设计 而成。
GPTS3 0自动测试系统基本目的是构造一个软 件系统, 完成测试仪 器的管理, 信号的产生、测试, 测试程序运行控 制, 测试结 果的处理、保存等所有 测试系统都必须完成的 基本工作。将 系统的通用 功能和与被测对象有关 的测试程序区 分开来。系 统通过一组定义良好的测试程序接口 提供所有的 系统功能, 测试程序开发者使用该接口开发不同被 测对象的测试程序, 使测试程序的开发者可以不必 了解具体仪器的操作方法、复杂的测试系统软件配 置而专注于被测对象的研究 [ 2] 。