CN108983170B - 一种雷达高度计定标测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种雷达高度计定标测试系统及方法，所述系统包括一个收发通道和一个接收通道；所述收发通道，用于发射大功率射频信号，经过耦合、检波和回波模拟后，产生双通道的射频回波信号，还用于接收一路射频回波信号；所述接收通道，用于接收另一路射频回波信号。本发明的系统能够自主设定回波延时，具有免受外界信号干扰的优点，此外，本发明的系统复杂度低，易于实现。

Description

一种雷达高度计定标测试系统及方法

技术领域

本发明涉及雷达领域，特别涉及一种雷达高度计的定标测试系统及方法。

背景技术

随着航空航天的飞速发展，雷达高度计在海洋遥感中的需求和应用越来越广泛，这对新体制雷达高度计的设计和研发提出了更高的要求，而对雷达高度计系统进行测试来验证所设计的雷达高度计是否满足需求就显得尤为重要。

目前地面雷达系统一般通过天线发射电磁波，并接收目标物散射的回波来进行收发测试。这种测试手段需要架设特定的目标，在测试不同距离时往往很耗时间和成本，而且由于是开放式的测试，容易受到复杂环境的影响。对于雷达高度计，尤其是星载高度计，这种开放式的测试手段根本无法开展，需要利用回波模拟器进行半实物仿真测试。

回波模拟器是一种功能全面的星载雷达有源定标器。它最主要的功能是能够模拟海洋表面的面目标后向散射回波，并调制到转发延时的回波信号中，进而提供标准回波信号对雷达高度计的正常工作模式进行动态性能测试和定标，双通道回波模拟器是星载干涉雷达高度计在地面进行功能和性能测试的必备定标设备。然而现有的雷达高度计地面定标测试系统连接较为复杂，尤其对收发端口共用的雷达，往往需要在雷达端口和测试系统之间再连接一个机械开关，对雷达的发射和接收支路进行切换。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术缺陷，提出了一种雷达高度计定标测试系统，以解决现有雷达高度计定标测试系统连接复杂的缺点。

为了实现上述目的，本发明提出了一种雷达高度计定标测试系统，所述系统包括一个收发通道和一个接收通道；所述收发通道，用于发射大功率射频信号，经过耦合、检波和回波模拟后，产生双通道的射频回波信号，还用于接收一路射频回波信号；所述接收通道，用于接收另一路射频回波信号。

作为上述系统的一种改进，所述收发通道包括：雷达高度计收发端口，第一定向耦合器，第二定向耦合器，检波器和回波模拟器；所述第一定向耦合器和第二定向耦合器通过直通端口串联；所述第一定向耦合器的耦合端口、检波器和回波模拟器的触发信号输入口串联；

所述雷达高度计收发端口是发射和接收共用的端口；用于发射大功率射频信号，还用于接收射频回波信号；

所述第一定向耦合器，用于接收大功率射频信号，从大功率射频信号中耦合一小部分功率形成耦合信号，输出至检波器，并将大功率射频信号通过直通通道发送至第二定向耦合器；还用于将从第二定向耦合器接收到的小功率的射频回波信号通过直通通道输入至雷达高度计收发端口；

所述第二定向耦合器，用于通过耦合支路接收回波模拟器产生的射频回波，并通过直通通道发送至第一定向耦合器；

所述检波器，用于接收第一定向耦合器输出的耦合信号，并输出相应的检波触发信号；

所述回波模拟器，用于接收检波器输出的检波触发信号，产生设定时延的基带回波信号，并进行上变频产生双通道的干涉射频回波，一路发送至第二定向耦合器的耦合支路，另一路发送至接收通道。

作为上述系统的一种改进，所述收发通道还包括与第二定向耦合器串联的第一负载，用于吸收第二定向耦合器接收到的大功率信号能量，并转化成热能。

作为上述系统的一种改进，所述接收通道包括：雷达高度计接收端口、第三定向耦合器和第四定向耦合器；第三定向耦合器和第四定向耦合器通过直通端口串联；

所述第四定向耦合器，用于接收回波模拟器产生的射频回波；经过耦合后通过直通通道输入至第三定向耦合器；

所述第三定向耦合器，用于将接收的射频回波信号经由直通通道输入至雷达高度计接收端口；

所述雷达高度计接收端口，用于接收射频回波信号。

作为上述系统的一种改进，所述接收通道还包括：第二负载和第三负载；

所述第二负载与第三定向耦合器的耦合支路串联，用于吸收耦合过来的信号能量并隔绝外界干扰；

所述第三负载与第四定向耦合器的直通端口串联，用于吸收雷达高度计发射的大功率信号能量。

基于上述系统，本发明提出了一种雷达高度计定标测试方法，所述方法包括：

步骤1)所述雷达高度计发射的大功率脉冲信号通过雷达高度计收发端口进入第一定向耦合器的输入端，发射后雷达高度计由发射状态切换至接收状态。

步骤2)进入第一定向耦合器的大功率信号，一路由直通通道进入第二定向耦合器，另一路耦合的小功率信号通过耦合支路进入检波器；

步骤3)进入第二定向耦合器的大功率信号，一路经由直通通道进入第一负载，被吸收转化成热能，另一路经由第二定向耦合器的耦合支路进入的回波模拟器的射频回波输出端后被隔离；

步骤4)第一定向耦合器耦合出的小功率信号进入检波器的输入端，在检波器的输出端产生了相应的触发检波信号；

步骤5)所述回波模拟器检测到输入的触发检波信号后，按事先设定的时延，输出相应的基带回波信号，基带回波信号经过上变频后产生双通道干涉回波，从射频回波输出端输出，进入收发通道的第二定向耦合器的耦合支路和接收通道第四定向耦合器的耦合支路。

步骤6)进入第二定向耦合器耦合支路的射频回波经过耦合后通过直通通道输入至第一定向耦合器；进入第一定向耦合器的射频回波经由直通通道输入至雷达高度计收发端口；

步骤7)进入第四定向耦合器耦合支路的射频回波经过耦合后通过直通通道输入至第三定向耦合器；进入第三定向耦合器的射频回波经由直通通道输入至雷达高度计接收端口。

本发明的优点在于：

1、利用定向耦合器互易的特点，本发明巧妙地将雷达高度计收发端口发射的大功率信号经由一系列耦合、检波、回波模拟后再输送回接收机，形成了对收发共用端口的雷达高度计的闭环定标测试，整个过程完全自动化，测试系统结构简单；

2、相比于传统的经过开放式的天线收发来测试的系统，本发明的测试系统能够自主设定回波延时；

3、本发明的测试系统的闭合回路测试能免受外界信号干扰。

附图说明

图1为本发明的雷达高度计定标测试系统连接图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的说明。

如图1所示，本发明提出了一种雷达高度计定标测试系统，用于收发端口共用的干涉雷达高度计系统测试，以解决现有雷达高度计定标测试系统连接复杂的缺点。所述系统由一个收发通道和一个接收通道构成。

所述收发通道是由雷达高度计收发端口，定向耦合器1，定向耦合器2，第一负载，检波器和回波模拟器组成。所述定向耦合器1和定向耦合器2的直通端口串联；所述检波器与定向耦合器1的耦合端口和回波模拟器的触发信号输入口串联；

所述雷达高度计收发端口是发射和接收共用的端口；用于发射大功率射频信号，还用于接收射频回波信号；

所述定向耦合器1，用于接收大功率射频信号，从大功率射频信号中耦合一小部分功率形成耦合信号，输出至检波器，并将大功率射频信号通过直通支路发送至定向耦合器2；还用于将从定向耦合器2接收到的小功率的射频回波信号通过直通支路输入至雷达高度计收发端口；

所述定向耦合器2，用于通过耦合支路接收回波模拟器产生的射频回波，并通过耦合支路发送至定向耦合器1；

所述检波器，用于接收定向耦合器1输出的耦合信号，并输出相应的检波触发信号；

所述回波模拟器，用于接收检波器输出的检波触发信号，产生设定时延的基带回波信号，并进行上变频产生双通道的干涉射频回波，一路发送至定向耦合器2的耦合支路，另一路发送至接收通道中定向耦合器4的耦合支路。

所述第一负载，用于吸收雷达高度计发射的大功率信号能量，被吸收转化成热能。

所述接收通道包括：雷达高度计接收端口、定向耦合器3，定向耦合器4、第二负载和第三负载；两个定向耦合器的直通端口串联；

所述定向耦合器4，用于接收回波模拟器产生的射频回波；经过耦合后通过直通通道输入至定向耦合器3。

所述定向耦合器3，用于将接收的射频回波经由直通通道输入至雷达高度计接收端口。

所述第二负载与定向耦合器3的耦合支路串联，用于吸收耦合过来的信号能量并隔绝外界干扰；

所述第三负载与定向耦合器4的直通端口串联，用于吸收雷达高度计发射的大功率信号能量。

基于上述系统，本发明还提供了一种雷达高度计定标测试方法，所述方法包括：

1、雷达高度计发射的大功率脉冲信号通过收发端口进入定向耦合器1的输入端，发射后雷达高度计由发射状态切换至接收状态。

2、进入定向耦合器1的大功率信号，一路由直通通道进入定向耦合器2，另一路耦合的小功率信号通过耦合支路进入检波器。

3、进入定向耦合器2的大功率信号，一路经由直通通道进入大功率负载，被吸收转化成热能，另一路经由定向耦合器2的耦合支路进入的回波模拟器的射频回波输出端后被隔离。

4、定向耦合器1耦合出的小功率信号进入检波器的输入端，在检波器的输出端产生了相应的检波信号。

5、检波器输出的检波信号进入双通道回波模拟器的检波输入端口，激励回波模拟器按设定的时延产生相应的基带回波信号。

6、所述回波模拟器检测到输入的触发信号后，按事先设定的时延，输出相应的基带回波信号，基带回波信号经过上变频后产生双通道干涉回波，从射频回波输出端输出，进入收发通道的定向耦合器2的耦合支路和接收通道的定向耦合器4的耦合支路。

7、进入定向耦合器2的耦合支路的射频回波经过耦合后通过直通通道输入至定向耦合器1；进入定向耦合器1的射频回波经由直通通道输入至雷达高度计接收机的收发端口。

8、进入定向耦合器4耦合支路的射频回波经过耦合后通过直通通道输入至定向耦合器3；进入定向耦合器3的射频回波经由直通通道输入至雷达高度计接收机的接收端口。

9、雷达高度计完成接收后，再切换至发射状态，回到1。

至此，完成了雷达高度计由发射，回波模拟再到接收的闭环测试。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种雷达高度计定标测试系统，其特征在于，所述系统包括一个收发通道和一个接收通道；所述收发通道，用于发射大功率射频信号，经过耦合、检波和回波模拟后，产生双通道的射频回波信号，还用于接收一路射频回波信号；所述接收通道，用于接收另一路射频回波信号；

所述收发通道包括：雷达高度计收发端口，第一定向耦合器，第二定向耦合器，检波器和回波模拟器；所述第一定向耦合器和第二定向耦合器通过直通端口串联；所述第一定向耦合器的耦合端口、检波器和回波模拟器的触发信号输入口串联；

所述雷达高度计收发端口是发射和接收共用的端口；用于发射大功率射频信号，还用于接收射频回波信号；

所述第一定向耦合器，用于接收大功率射频信号，从大功率射频信号中耦合一小部分功率形成耦合信号，输出至检波器，并将大功率射频信号通过直通通道发送至第二定向耦合器；还用于将从第二定向耦合器接收到的小功率的射频回波信号通过直通通道输入至雷达高度计收发端口；

所述第二定向耦合器，用于通过耦合支路接收回波模拟器产生的射频回波，并通过直通通道发送至第一定向耦合器；

所述检波器，用于接收第一定向耦合器输出的耦合信号，并输出相应的检波触发信号；

所述回波模拟器，用于接收检波器输出的检波触发信号，产生设定时延的基带回波信号，并进行上变频产生双通道的干涉射频回波，一路发送至第二定向耦合器的耦合支路，另一路发送至接收通道；

所述接收通道包括：雷达高度计接收端口、第三定向耦合器和第四定向耦合器；第三定向耦合器和第四定向耦合器通过直通端口串联；

所述第四定向耦合器，用于接收回波模拟器产生的射频回波；经过耦合后通过直通通道输入至第三定向耦合器；

所述第三定向耦合器，用于将接收的射频回波信号经由直通通道输入至雷达高度计接收端口；

所述雷达高度计接收端口，用于接收射频回波信号。

2.根据权利要求1所述的雷达高度计定标测试系统，其特征在于，所述收发通道还包括与第二定向耦合器串联的第一负载，用于吸收第二定向耦合器接收到的大功率信号能量，并转化成热能。

3.根据权利要求1所述的雷达高度计定标测试系统，其特征在于，所述接收通道还包括：第二负载和第三负载；

所述第二负载与第三定向耦合器的耦合支路串联，用于吸收耦合过来的信号的能量并隔绝外界干扰；

所述第三负载与第四定向耦合器的直通端口串联，用于吸收雷达高度计发射的大功率信号能量。

4.一种基于权利要求1-3之一的系统实现的雷达高度计定标测试方法，所述方法包括：

步骤1）所述雷达高度计发射的大功率射频信号通过雷达高度计收发端口进入第一定向耦合器的输入端，发射后雷达高度计由发射状态切换至接收状态；

步骤2）进入第一定向耦合器的大功率信号，一路由直通通道进入第二定向耦合器，另一路耦合的小功率信号通过耦合支路进入检波器；

步骤3）进入第二定向耦合器的大功率信号，一路经由直通通道进入第一负载，被吸收转化成热能，另一路经由第二定向耦合器的耦合支路进入的回波模拟器的射频回波输出端后被隔离；

步骤4）第一定向耦合器耦合出的小功率信号进入检波器的输入端，在检波器的输出端产生了相应的检波触发信号；

步骤5）所述回波模拟器检测到输入的检波触发信号后，按事先设定的时延，输出相应的基带回波信号，基带回波信号经过上变频后产生双通道干涉回波，从射频回波输出端输出，进入收发通道的第二定向耦合器的耦合支路和接收通道的第四定向耦合器的耦合支路；

步骤6）进入第二定向耦合器耦合支路的射频回波经过耦合后通过直通通道输入至第一定向耦合器；进入第一定向耦合器的射频回波经由直通通道输入至雷达高度计收发端口；

步骤7）进入第四定向耦合器耦合支路的射频回波经过耦合后通过直通通道输入至第三定向耦合器；进入第三定向耦合器的射频回波经由直通通道输入至雷达高度计接收端口。