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不同雷达目标生成器的构架设计要求和准则
胡秋阳
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许多行业包括商业、工业和国防领域都有大量雷达系统在应用。雷达技术的应用包括汽车防撞雷达、气象雷达、空中交通管制（ATC） 雷达，以及国防应用中的早期预警雷达和导弹跟踪雷达。雷达的最终用途决定它的物理尺寸、工作频率、波形、发射功率、天线孔径和许多其他独特的参数。每项系统参数和每个部件都将被测试以确保雷达性能。雷达系统使用者更关注功能测试，即目标探测和跟踪。进行功能测试时，必须产生可以覆盖全部无模糊距离、全部无模糊径向速度、全部方位角和俯仰角的具有不同雷达散射截面（RCS） 的雷达目标，以确保雷达系统的精度、分辨率、成功检测率和虚警率满足系统要求。外场测试可能非常费时、复杂和费用高昂，并会涉及难以实现的可重复条件。例如，为了测试战斗机机载雷达在特定条件和距离的性能，需要部署一些人工目标用于被战斗机雷达探测和跟踪。通过对比人工目标的全球定位系统（GPS） 坐标数据与相应雷达探测数据以检验雷达性能。因为雷达系统尚在开发期间定期进行外场测试费用可能过高，另一种方法是建立真实雷达测试模拟，包括许多不同类型目标和场景模拟。雷达目标生成能够测试包括射频的整个雷达功能，不需要昂贵的外场测试。雷达目标生成器引入具有时间延迟、多普勒频移和衰减的目标。目标生成器的几种技术已经具备，如同轴延迟线（Coaxial Delay Lines， CDL）、光纤延迟线（Fiber Optical Delay Lines， FODL） 或射频数字存储设备（Digital Radio Frequency Memory， DRFM）。现在，也可以使用商用化（Commercial Off-The-Shelf， COTS） 的测量设备。雷达目标生成器的性能和能力以及它们测试雷达系统的可用性是关键，这主要取决于几个技术参数。本文介绍不同雷达目标生成器的架构，阐明适合雷达系统性能测试的目标生成器的设计要求和准则，同时给出测量结果举例。
许多行业包括商业、工业和国防领域都有大量雷达系统在应用。雷达技术的应用包括汽车防撞雷达、气象雷达、空中交通管制（ATC） 雷达，以及国防应用中的早期预警雷达和导弹跟踪雷达。雷达的最终用途决定它的物理尺寸、工作频率、波形、发射功率、天线孔径和许多其他独特的参数。每项系统参数和每个部件都将被测试以确保雷达性能。雷达系统使用者更关注功能测试，即目标探测和跟踪。进行功能测试时，必须产生可以覆盖全部无模糊距离、全部无模糊径向速度、全部方位角和俯仰角的具有不同雷达散射截面（RCS） 的雷达目标，以确保雷达系统的精度、分辨率、成功检测率和虚警率满足系统要求。外场测试可能非常费时、复杂和费用高昂，并会涉及难以实现的可重复条件。例如，为了测试战斗机机载雷达在特定条件和距离的性能，需要部署一些人工目标用于被战斗机雷达探测和跟踪。通过对比人工目标的全球定位系统（GPS） 坐标数据与相应雷达探测数据以检验雷达性能。因为雷达系统尚在开发期间定期进行外场测试费用可能过高，另一种方法是建立真实雷达测试模拟，包括许多不同类型目标和场景模拟。雷达目标生成能够测试包括射频的整个雷达功能，不需要昂贵的外场测试。雷达目标生成器引入具有时间延迟、多普勒频移和衰减的目标。目标生成器的几种技术已经具备，如同轴延迟线（Coaxial Delay Lines， CDL）、光纤延迟线（Fiber Optical Delay Lines， FODL） 或射频数字存储设备（Digital Radio Frequency Memory， DRFM）。现在，也可以使用商用化（Commercial Off-The-Shelf， COTS） 的测量设备。雷达目标生成器的性能和能力以及它们测试雷达系统的可用性是关键，这主要取决于几个技术参数。本文介绍不同雷达目标生成器的架构，阐明适合雷达系统性能测试的目标生成器的设计要求和准则，同时给出测量结果举例。
雷达测试
在雷达系统投入使用并移交给使用者之前，必须先进行几个不同层次的测量任务。在研究和开发期间，执行主要硬件部件测试和测量。这些测试大多集中在发射机和接收机上，仅部分内容涉及信号处理或系统功能。测试和测量行业提供各种雷达测试设备。这类设备重点关注雷达的参数性能，可以在开发和生过产程中测量频谱纯度、发射功率或灵敏度。这仅测试了雷达部分性能，但如信号探测这种重要功能从来没有在闭环运行中完整测试过。
雷达系统的期望可靠性要求极高，这就说明了为什么这些测试和测量非常重要。有几种使用雷达目标生成器测试整个雷达系统的方法，从天线、发射机和接收机，一直到信号处理。本文介绍了这些方法并解释了它们的关键经济和技术性能指标。目标生成器的射频性能必须优于被测雷达，它应能提供各种测试场景配置。完美的性能平衡将许多外场测试带进实验室，降低了软件和硬件测试成本。光纤延迟线今天仍然在雷达测试中使用，但是在测试和测量中灵活性显得不够，例如在生成距离 - 多普勒相关目标时。射频数字存储设备能克服这个缺点并提供额外的解决方案，尤其是当涉及生成雷达回波信号时。然而，射频数字存储设备是非常专业的解决方案，可能非常昂贵，并且不一定被设计成用于测试的有灵活接口的设备。相比较而言，商用化测试和测量设备提供各种各样的测试解决方案，从信号和部件测试或分析，到雷达目标生成。测量设备的多用途优点和灵活、模块化方法（也可以用作雷达目标生成器）增加了这类在测试实验室使用的设备的灵活性和有效性。不同的雷达目标生成器方法都有它们各自的优势，但是它们都将部分外场测试带进实验室从而降低了测试复杂性，通过提供高重复性减少了成本，并且改善了自动测试能力。
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