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1、第 1 0卷第 2 6期2 0 1 0年 9月 1 6 7 1 -1 8 1 5 ( 2 0 1 0 ) 2 6 6 5 4 4 0 3 科学技术与工程 S c i e n c e T e c h n o l o g y a n d E n n e e h n g Vo 1 1 0 No 2 6 S e p 2 01 0 2 0 1 0 S c i T e c h E n g n ff 雷达接收机灵敏度 自动测试方案设计 钱 玉莹 李淑 华 叶灵伟 ( 海军航空工程学院青岛分院， 青 岛 2 6 6 0 4 1 ) 摘要基于 G P T 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
2、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。 关键阔 自动测试 接收机灵敏度 雷达 中图法分类号T N 9 5 7 5 1 ； 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 的能力， 通常用 最小可检测信 号功率 s 来表示 。 当接收机的输入信号功率达到 s 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 G P T S测试系统概述 该测试方案基于 G I r F S 3 0 自动测试系统设计 而成 。 G P T S 3 0自动测
3、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 0 1 0年 4月 6日收到 ， 6月 1 1日修改 2 测试平台的设计 接收机和测试设备之 间采用定 向耦 合
4、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( 1 0 一 一1 0 ) 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 ； E 8 3 1 1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 接人示波器对接收机输 出端信号进行人工监视 ， 以 验证 自动测试的准确性 ； 接 收机 的输出端接人 自动 测试系统( A T E ) ； 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。 叫蛋 接频谱仪
5、定 向 耦 合 器 定 向 耦 合 器 定 向 耦 合 器 定 向 耦 合 器 图 1 接收机灵 敏度测试平 台 匹 配 负 载 2 6期 钱玉莹 ， 等 ： 雷达接 收机灵 敏度 自动测试方案设计 3 测试流程的设计 根据雷达接 收机的设计 性能 确定 出合 适 的 检测门限 ； 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 ” 。 测试方 案如 下 ： 先根 据雷 达 接 收机 的实 际 情 况 J ， 确定输入初始信号的功率 ； 再不断降低 E 8 3 1 1 脉冲发
6、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 。 l 输 出s 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 E 8 3 1 1脉 冲发生 器产生 。
7、设计输 入信号要注意以下几点 ： ( 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 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 ( 1 0 ) ， 通常 以( 1 0 ) d B为 单位进行步进测试 ， 这样精度
8、 每提高一个 数量级 ， 测试时 间就增加 1 0倍 。为解决该矛盾 ， 宜先采用 1 0 d B步进值进行衰减 ， 当输 出全为“ 0 ” 时 ， 再采用 1 d B步进值进行增加 ， 当输 出有 连续几个 “ 1 ” 时， 再 采用( 1 0 ) d B步进值进行衰减 ， 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 ( 凡=1 ， 2 ， 3 ， 4 ) ， 测试 精 度 流 程 如 图 3 所示 ： 6 实验结果 图 3 测试精度设计 根据测试平台的设计方案构建 的试验 台如图 4 所示 ： 前
9、方为波导组件 ， 波 导组件正后方 右侧为示 波 器 。 通过试验可 知 ： 当精 度设 置为 1 O d B m W 时 ， 该接收机表现出不敏感 。如输出信号功率设置 为 一1 0 7 4 3 1 d B mW 时， 每次输 出测试结果不确 科学技术与工程 1 0卷 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 一1 0 7 4 4 d B m w 则输出测试结果为全“ 0 ” ， 由 此可以判定接收机灵敏度为 一1 0 7 4 3 d B m w， 意味 着在此 以上的输入有效。 图 5即为对 某 型雷 达接 收 机灵 敏 度 的测 试 结
10、果 ； 图 5 某型雷达接 收机灵敏度 的测试结果 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。 参考文献 1 丁鹭飞 雷 达原 理 ( 第三 版 ) 西 安 ： 西 安 电子 科技 大 学 出版 社 2 0 0 3 2 G P T
11、 S 3 0培训讲义 北京 ： 东方信标测试技术有限公 司， 2 0 0 3 3 李呜， 初 晓军 ， 张鲁滨 RD R系列机载气象雷达 西安 ： 西北 工 业大学 出版社 ， 1 9 9 6 4 向敬成 ， 王意青 ， 毛 自灿 ， 等 ，信 号检测与估计 北 京 ： 电子工业 出版社 1 9 9 4 Th e De s i g n o f Aut o t e s t t o t h e Ra d a r Re c e i v e r S e n s i t i v i t y Q I A N Y u y i n g ， L I S h u - h u a ， Y E L i n g w e
12、 i ( Q i n g d a o B r a n c h o f N A E I ， Q i n g d a o 2 6 6 0 4 1 ， P R C h i n a ) Ab s t r a c t B a s e d ， o n G P T S， h o w t o a u t o t e s t t h e s e n s i t i v i t y o f r a d a r r e c e i v e r i s r e s e a r c h e d ，i n c l u d i n g p r o g r a m d e s i g n，i n p u t s i g na l d e s i g n，t e s t s p e e d a n d t e s t a c c u r a c y o f t h e de s i g n Ex pe rime n t a l r e s u l t s a r e p r e s e n t e d t o v ali d a t e t he pr o g r a m Ke y wo r d s a u t o t e s t s e n s i t i v i t y r a d a r
