CN107085204A - 一种相控阵雷达接收多通道灵敏度测试方法 - Google Patents

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    • G01S7/4004—Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system
    • G01S7/4021—Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system of receivers

Abstract

本发明涉及一种相控阵雷达接收通道灵敏度测试方法，利用信号源产生射频信号输入，通过功率分配器功分多路分别连接至多个T/R组件输入，再经过低噪声放大器、混频器、中频放大器、A/D采样之后，同时输多路A/D采样数值。对所采数据进行分析，分别利用其线性区与噪声区的数据拟合出直线，根据这两条直线的交点即可确定该通道的灵敏度，并且可以同时得到其他接收机指标。该方法不仅可以得到更加准确的灵敏度数值，更大大提高了灵敏度指标的测试效率。

Description

一种相控阵雷达接收多通道灵敏度测试方法
技术领域
本发明属于雷达技术领域，具体地说是一种相控阵雷达接收通道灵敏度测试方法，用于相控阵雷达接收通道的指标测试。
背景技术
相控阵雷达具有波束扫描灵活，系统动态范围大，工作可靠性高等优点，是现代雷达发展的方向。灵敏度是雷达接收通道性能的重要指标，相控阵雷达一般具有多个接收通道和多个工作频点，需要对每个通道的多个频点的接收灵敏度进行测试。
实际测试中经常采用的方法有两种。
第一种，首先使用噪声功率计直接测得接收通道的噪声系数。具体连接方法如图1，噪声功率计的输出和输入端分别连接在收发组件(T/R组件)的输入端和中频放大器输出端，设置噪声功率计的参数，可以直接测得该系统的噪声系数。然后根据灵敏度的简便计算公式：
Simin(dBmW)＝-114dB+10lgBn(MHz)+10lgF0
直接算出的灵敏度。上式中Simin为接收机灵敏度，Bn为接收机带宽，F0为噪声系数，其中对于一固定雷达系统Bn为已知量。
第二种，使用信号源与频谱仪直接测得接收通道的灵敏度。具体连接方法如图2，信号源产生激励信号连接至T/R组件的输入端，频谱仪测试中频放大器输出，然后逐步减小信号源输出功率，直至频谱仪上肉眼已经无法看出有信号时，读取此时信号源信号功率值，即为接收通道灵敏度。
以上两种方法每次只能测量一个通道，对于通道数较多的相控阵雷达系统，测试工作太大，效率较低。第一种方法，直接测得噪声系数，然后根据经验公式计算得到灵敏度，其引入的误差较大，准确性不高。第二种方法，考虑频谱仪的灵敏度等特性，其测量准确性亦不高。
本发明同时可以测量多个通道的接收灵敏度，与常用方法相比，大大提高了测量效率，且采用数据样本较为丰富，使用数学方法对线性区与噪声区数据进行拟合，从而得到灵敏度，测量准确性比较高。
发明内容
要解决的技术问题
为了解决现有多个通道接收灵敏度的测试效率低和测试准确性不高的问题，本发明提出一种相控阵雷达接收多通道灵敏度测试方法。
技术方案
一种相控阵雷达接收多通道灵敏度测试方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：利用信号源产生射频信号输入，通过功率分配器功分多路分别连接至多个T/R组件输入，然后依次经过低噪声放大器、混频器、中频放大器、A/D采样之后，同时输出多路A/D采样数值；
步骤2：根据理论计算的通道增益，并考虑功分器和射频传输线的损耗，选择处在通道线性区的输入值，作为输入信号的功率，采集A/D采样数值；
步骤3：逐步减小输入信号功率，得到每次A/D采样数值并保存，这里最少得采集6组数据，其中3组处在线性区，3组处在噪声区；然后轮换其他工作频点继续进行次操作，直至将所需测试频点测试完成；
步骤4：使用数据分析软件对所采集的数据进行分析，画出每个通道每个频点的特性曲线，其中横坐标为输入信号幅度，纵坐标为输出信号幅度，分别在线性区与噪声区拟合出直线，这两条直线交点的横坐标即为该通道该频点的灵敏度。
步骤1中的多路为8路。
步骤4中的数据分析软件为MATLAB。
有益效果
本发明提出的一种相控阵雷达接收多通道灵敏度测试方法，可以测量多个通道的接收灵敏度，与常用方法相比，大大提高了测量效率，且采用数据样本较为丰富，使用数学方法对线性区与噪声区数据进行拟合，从而得到灵敏度，测量准确性比较高。相对于现有技术来说，有益效果如下：
1、通过科学使用曲线拟合的数据处理方法，使用较为丰富的测量值，可以使所测灵敏度数值更加准确。
2、通过同时连接多路接收通道，可以同时测得多路接收通道A/D采样输出数据，从而同时得多路通道的灵敏度数值，大大提高了相控阵雷达接收通道指标的测试效率。
附图说明
图1是使用噪声功率计测量灵敏度(常用方法1)的连接示意图
图2是使用频谱仪测试灵敏度(常用方法2)的连接示意图
图3是本发明方法测量灵敏度的连接示意图
图4是本发明方法对所采数据的分析结果图
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
本发明使用接收通道A/D采样后的数字信号进行分析，采用多个数据样本，且同时可以采集多路数据，最后使用数学方法对线性区与噪声区数据进行拟合，从而得到各接收通道灵敏度等指标。本发明是对现有雷达接收通道测试方法的补充和改进，与现有常用方法相比，测量效率有显著的提高，且测量准确性亦有所改善。该方法已在工程实践中得到了验证和实施，取得了非常好的效果。
参见图3，本发明利用信号源产生射频信号输入，通过功率分配器功分8路分别连接至8个T/R组件输入，然后经过低噪声放大器、混频器、中频放大器、A/D采样之后，同时输出8路A/D采样值。根据通道特性，以及功分器和射频传输线的损耗，改变输入信号功率，分别在接收通道的线性区和噪声区采集多个数值(通常该数值大于等于3)。然后依次轮换输入信号频点，将得到所有A/D采样数据保存起来。最后使用MATLAB等分析软件，根据所采的数据，画出每个通道每个频点的特性曲线(横坐标为输入信号幅度，纵坐标为输出信号幅度)，分别在线性区与噪声区拟合出直线，这两条直线交点的横坐标即为该通道该频点的灵敏度，每个通道每个频点的该数值可以直接输出。具体步骤如下：
步骤1，如图3所示连接设备，利用信号源产生射频信号输入，通过功率分配器功分8路分别连接至8个T/R组件输入，然后经过低噪声放大器、混频器、中频放大器、A/D采样之后，同时输出8路A/D采样值，A/D采样值由信处软件给出；
步骤2，根据理论计算的通道增益，并考虑功分器和射频传输线的损耗，选择处在通道线性区的输入值(输入功率加上增益减去损耗为输出功率)，作为输入信号的功率，采集输出数据；
步骤3，逐步减小输入信号功率，得到每次输出数据并保存。这里最少得采集6组数据，保证3组处在线性区(比如输入信号的功率降低-10dB，输出信号的功率同样降低-10dB，输出和输入成线性变化)，3组处在噪声区(降低输入信号功率，输出信号功率不变)。然后轮换其他工作频点继续进行次操作，直至将所需测试频点测试完成；
步骤4，使用数据分析软件(如MATLAB)对所采集的数据进行分析，如图4所示，画出每个通道每个频点的特性曲线(横坐标为输入信号幅度，纵坐标为输出信号幅度)，分别在线性区与噪声区拟合出直线，这两条直线交点的横坐标即为该通道该频点的灵敏度。并且同时可以得到接收通道的噪声功率、噪声电平、通道增益等指标。
本相控阵雷达接收通道灵敏度测试方法已经应用于某新体制多功能相控阵雷达项目上，经过实际测量和用户使用，试验结果表明：采用本发明方法测试相控阵雷达接收通道灵敏度，能够得到更加准确测量数值，并且大大提高了测试工作的效率，给测试工作人员减轻了很大的工作量。

Claims (3)

1.一种相控阵雷达接收多通道灵敏度测试方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：利用信号源产生射频信号输入，通过功率分配器功分多路分别连接至多个T/R组件输入，然后依次经过低噪声放大器、混频器、中频放大器、A/D采样之后，同时输出多路A/D采样数值；
步骤2：根据理论计算的通道增益，并考虑功分器和射频传输线的损耗，选择处在通道线性区的输入值，作为输入信号的功率，采集A/D采样数值；
步骤3：逐步减小输入信号功率，得到每次A/D采样数值并保存，这里最少得采集6组数据，其中3组处在线性区，3组处在噪声区；然后轮换其他工作频点继续进行次操作，直至将所需测试频点测试完成；
步骤4：使用数据分析软件对所采集的数据进行分析，画出每个通道每个频点的特性曲线，其中横坐标为输入信号幅度，纵坐标为输出信号幅度，分别在线性区与噪声区拟合出直线，这两条直线交点的横坐标即为该通道该频点的灵敏度。
2.根据权利要求1所述的一种相控阵雷达接收多通道灵敏度测试方法，其特征在于步骤1中的多路为8路。
3.根据权利要求1所述的一种相控阵雷达接收多通道灵敏度测试方法，其特征在于步骤4中的数据分析软件为MATLAB。
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