不同雷達(dá)目標(biāo)生成器的構(gòu)架設(shè)計(jì)要求和準(zhǔn)則

　　許多行業(yè)包括商業(yè)、工業(yè)和國(guó)防領(lǐng)域都有大量雷達(dá)系統(tǒng)在應(yīng)用。雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用包括汽車防撞雷達(dá)、氣象雷達(dá)、空中交通管制（ATC） 雷達(dá)，以及國(guó)防應(yīng)用中的早期預(yù)警雷達(dá)和導(dǎo)彈跟蹤雷達(dá)。雷達(dá)的最終用途決定它的物理尺寸、工作頻率、波形、發(fā)射功率、天線孔徑和許多其他獨(dú)特的參數(shù)。每項(xiàng)系統(tǒng)參數(shù)和每個(gè)部件都將被測(cè)試以確保雷達(dá)性能。雷達(dá)系統(tǒng)使用者更關(guān)注功能測(cè)試，即目標(biāo)探測(cè)和跟蹤。進(jìn)行功能測(cè)試時(shí)，必須產(chǎn)生可以覆蓋全部無(wú)模糊距離、全部無(wú)模糊徑向速度、全部方位角和俯仰角的具有不同雷達(dá)散射截面（RCS） 的雷達(dá)目標(biāo)，以確保雷達(dá)系統(tǒng)的精度、分辨率、成功檢測(cè)率和虛警率滿足系統(tǒng)要求。外場(chǎng)測(cè)試可能非常費(fèi)時(shí)、復(fù)雜和費(fèi)用高昂，并會(huì)涉及難以實(shí)現(xiàn)的可重復(fù)條件。例如，為了測(cè)試戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)載雷達(dá)在特定條件和距離的性能，需要部署一些人工目標(biāo)用于被戰(zhàn)斗機(jī)雷達(dá)探測(cè)和跟蹤。通過對(duì)比人工目標(biāo)的全球定位系統(tǒng)（GPS） 坐標(biāo)數(shù)據(jù)與相應(yīng)雷達(dá)探測(cè)數(shù)據(jù)以檢驗(yàn)雷達(dá)性能。因?yàn)槔走_(dá)系統(tǒng)尚在開發(fā)期間定期進(jìn)行外場(chǎng)測(cè)試費(fèi)用可能過高，另一種方法是建立真實(shí)雷達(dá)測(cè)試模擬，包括許多不同類型目標(biāo)和場(chǎng)景模擬。雷達(dá)目標(biāo)生成能夠測(cè)試包括射頻的整個(gè)雷達(dá)功能，不需要昂貴的外場(chǎng)測(cè)試。雷達(dá)目標(biāo)生成器引入具有時(shí)間延遲、多普勒頻移和衰減的目標(biāo)。目標(biāo)生成器的幾種技術(shù)已經(jīng)具備，如同軸延遲線（Coaxial Delay Lines， CDL）、光纖延遲線（Fiber Optical Delay Lines， FODL） 或射頻數(shù)字存儲(chǔ)設(shè)備（Digital Radio Frequency Memory， DRFM）?，F(xiàn)在，也可以使用商用化（Commercial Off-The-Shelf， COTS） 的測(cè)量設(shè)備。雷達(dá)目標(biāo)生成器的性能和能力以及它們測(cè)試?yán)走_(dá)系統(tǒng)的可用性是關(guān)鍵，這主要取決于幾個(gè)技術(shù)參數(shù)。本文介紹不同雷達(dá)目標(biāo)生成器的架構(gòu)，闡明適合雷達(dá)系統(tǒng)性能測(cè)試的目標(biāo)生成器的設(shè)計(jì)要求和準(zhǔn)則，同時(shí)給出測(cè)量結(jié)果舉例。

　　許多行業(yè)包括商業(yè)、工業(yè)和國(guó)防領(lǐng)域都有大量雷達(dá)系統(tǒng)在應(yīng)用。雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用包括汽車防撞雷達(dá)、氣象雷達(dá)、空中交通管制（ATC） 雷達(dá)，以及國(guó)防應(yīng)用中的早期預(yù)警雷達(dá)和導(dǎo)彈跟蹤雷達(dá)。雷達(dá)的最終用途決定它的物理尺寸、工作頻率、波形、發(fā)射功率、天線孔徑和許多其他獨(dú)特的參數(shù)。每項(xiàng)系統(tǒng)參數(shù)和每個(gè)部件都將被測(cè)試以確保雷達(dá)性能。雷達(dá)系統(tǒng)使用者更關(guān)注功能測(cè)試，即目標(biāo)探測(cè)和跟蹤。進(jìn)行功能測(cè)試時(shí)，必須產(chǎn)生可以覆蓋全部無(wú)模糊距離、全部無(wú)模糊徑向速度、全部方位角和俯仰角的具有不同雷達(dá)散射截面（RCS） 的雷達(dá)目標(biāo)，以確保雷達(dá)系統(tǒng)的精度、分辨率、成功檢測(cè)率和虛警率滿足系統(tǒng)要求。外場(chǎng)測(cè)試可能非常費(fèi)時(shí)、復(fù)雜和費(fèi)用高昂，并會(huì)涉及難以實(shí)現(xiàn)的可重復(fù)條件。例如，為了測(cè)試戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)載雷達(dá)在特定條件和距離的性能，需要部署一些人工目標(biāo)用于被戰(zhàn)斗機(jī)雷達(dá)探測(cè)和跟蹤。通過對(duì)比人工目標(biāo)的全球定位系統(tǒng)（GPS） 坐標(biāo)數(shù)據(jù)與相應(yīng)雷達(dá)探測(cè)數(shù)據(jù)以檢驗(yàn)雷達(dá)性能。因?yàn)槔走_(dá)系統(tǒng)尚在開發(fā)期間定期進(jìn)行外場(chǎng)測(cè)試費(fèi)用可能過高，另一種方法是建立真實(shí)雷達(dá)測(cè)試模擬，包括許多不同類型目標(biāo)和場(chǎng)景模擬。雷達(dá)目標(biāo)生成能夠測(cè)試包括射頻的整個(gè)雷達(dá)功能，不需要昂貴的外場(chǎng)測(cè)試。雷達(dá)目標(biāo)生成器引入具有時(shí)間延遲、多普勒頻移和衰減的目標(biāo)。目標(biāo)生成器的幾種技術(shù)已經(jīng)具備，如同軸延遲線（Coaxial Delay Lines， CDL）、光纖延遲線（Fiber Optical Delay Lines， FODL） 或射頻數(shù)字存儲(chǔ)設(shè)備（Digital Radio Frequency Memory， DRFM）?，F(xiàn)在，也可以使用商用化（Commercial Off-The-Shelf， COTS） 的測(cè)量設(shè)備。雷達(dá)目標(biāo)生成器的性能和能力以及它們測(cè)試?yán)走_(dá)系統(tǒng)的可用性是關(guān)鍵，這主要取決于幾個(gè)技術(shù)參數(shù)。本文介紹不同雷達(dá)目標(biāo)生成器的架構(gòu)，闡明適合雷達(dá)系統(tǒng)性能測(cè)試的目標(biāo)生成器的設(shè)計(jì)要求和準(zhǔn)則，同時(shí)給出測(cè)量結(jié)果舉例。

　　雷達(dá)測(cè)試

　　在雷達(dá)系統(tǒng)投入使用并移交給使用者之前，必須先進(jìn)行幾個(gè)不同層次的測(cè)量任務(wù)。在研究和開發(fā)期間，執(zhí)行主要硬件部件測(cè)試和測(cè)量。這些測(cè)試大多集中在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)上，僅部分內(nèi)容涉及信號(hào)處理或系統(tǒng)功能。測(cè)試和測(cè)量行業(yè)提供各種雷達(dá)測(cè)試設(shè)備。這類設(shè)備重點(diǎn)關(guān)注雷達(dá)的參數(shù)性能，可以在開發(fā)和生過產(chǎn)程中測(cè)量頻譜純度、發(fā)射功率或靈敏度。這僅測(cè)試了雷達(dá)部分性能，但如信號(hào)探測(cè)這種重要功能從來(lái)沒有在閉環(huán)運(yùn)行中完整測(cè)試過。

　　雷達(dá)系統(tǒng)的期望可靠性要求極高，這就說(shuō)明了為什么這些測(cè)試和測(cè)量非常重要。有幾種使用雷達(dá)目標(biāo)生成器測(cè)試整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)的方法，從天線、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，一直到信號(hào)處理。本文介紹了這些方法并解釋了它們的關(guān)鍵經(jīng)濟(jì)和技術(shù)性能指標(biāo)。目標(biāo)生成器的射頻性能必須優(yōu)于被測(cè)雷達(dá)，它應(yīng)能提供各種測(cè)試場(chǎng)景配置。完美的性能平衡將許多外場(chǎng)測(cè)試帶進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，降低了軟件和硬件測(cè)試成本。光纖延遲線今天仍然在雷達(dá)測(cè)試中使用，但是在測(cè)試和測(cè)量中靈活性顯得不夠，例如在生成距離 - 多普勒相關(guān)目標(biāo)時(shí)。射頻數(shù)字存儲(chǔ)設(shè)備能克服這個(gè)缺點(diǎn)并提供額外的解決方案，尤其是當(dāng)涉及生成雷達(dá)回波信號(hào)時(shí)。然而，射頻數(shù)字存儲(chǔ)設(shè)備是非常專業(yè)的解決方案，可能非常昂貴，并且不一定被設(shè)計(jì)成用于測(cè)試的有靈活接口的設(shè)備。相比較而言，商用化測(cè)試和測(cè)量設(shè)備提供各種各樣的測(cè)試解決方案，從信號(hào)和部件測(cè)試或分析，到雷達(dá)目標(biāo)生成。測(cè)量設(shè)備的多用途優(yōu)點(diǎn)和靈活、模塊化方法（也可以用作雷達(dá)目標(biāo)生成器）增加了這類在測(cè)試實(shí)驗(yàn)室使用的設(shè)備的靈活性和有效性。不同的雷達(dá)目標(biāo)生成器方法都有它們各自的優(yōu)勢(shì)，但是它們都將部分外場(chǎng)測(cè)試帶進(jìn)實(shí)驗(yàn)室從而降低了測(cè)試復(fù)雜性，通過提供高重復(fù)性減少了成本，并且改善了自動(dòng)測(cè)試能力。

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