钱玉莹 李淑华 叶灵伟
( 海军航空工程学院青岛分院, 青岛 266041 )
摘 要 基于 GPT 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。 关键词 自动测试 接收机灵敏度 雷达
中图法分类号 TN 957 51;
通过试验 可知: 当精 度设 置为 10- 3 dB # mW 时, 该接收机表现出不敏感。如输出信号功率设置 为 - 107 431 dB # mW 时, 每次输出测试结果不确
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科学 技术与工程
10 卷
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 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 - 107 44 dB# mW 则输出测试结果为全 0!, 由 此可以判定接收机灵敏度为 - 107 43 dB# mW, 意味 着在此以上的输入有效。
参考文 献
图 5 某型雷达接收机灵敏度的测试结果
1 丁鹭飞 雷达 原 理 ( 第三 版 ) 西 安: 西安 电 子 科技 大 学出 版 社, 2003
2 G PTS3 0培训讲义 北京: 东方信标测试技术有限公司, 2003 3 李 鸣, 初晓军, 张鲁滨 RDR 系列机载气象雷达 西安: 西北工
业大学出版社, 1996 4 向敬成, 王意青, 毛自灿, 等 信号 检测与估 计 北京: 电 子工业
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 当接收机的输入信号功率达到 S im in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] 。
( 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
图 3 测试精度设计
6 实验结果
根据测试平台的设计方案构建的试验台如图 4 所示: 前方为波导组 件, 波导组 件正后方右侧 为示 波器。
2 测试平台的设计
接收机和测 试设备之间采 用定向耦合器 保证 信号的流通; 超外差式雷达接收机的灵敏度一般约 为 ( 10- 12 ~ 10- 14 ) 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; E8311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 接入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; 接收机的输出端接入自动 测试系统 ( ATE) ; 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。
测试方 案如 下: 先根据 雷达 接 收机 的实 际情 况 [ 3] , 确定输入初始信号的功率; 再不断降低 E8311 脉冲发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。
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 ( 10- n ), 通常以 ( 10- n ) dB 为 单位进行歩进测试, 这样精度每 提高一个数量级, 测试时 间就增加 10倍。为解决该矛盾, 宜先 采用 10 dB歩进值进行衰减, 当输出全为 0!时, 再采用 1 dB歩进值进行增加, 当输出有连续几个 1!时, 再 采用 ( 10- 1 ) dB 歩进值进行衰减, 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 ( n = 1, 2, 3, 4 ∀ ∀ ), 测试 精 度 流 程 如 图 3 所示:
2010 年 4月 6日收到, 6 月 11日修改
图 1 接收机灵敏度测试平台
26 期
钱玉莹, 等: 雷达接收机灵敏度自动测试方案设计
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3 测试流程的设计
根据雷达接收机的设 计性能 [ 3 ] 确 定出合适的 检测门限 [ 4] ; 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!。
图 5 即为对某型雷达接收机灵敏度的测试 结果;
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。
[ Ab stract] Based on GPT S , how to auto test the sensitiv ity o f radar rece iver is researched, inc lud ing prog ram design, input signa l design, test speed and test accuracy of the design. Experim enta l results are presented to vali date the program [ Key word s] auto test sensitiv ity radar
第 10卷 第 26期 2010年 9月 1671 1815( 2010) 26 6544 03
科学技术与工程
Science T echno logy and Eng ineering
V o l 10 N o 26 Sep 2010 2010 Sci T ech Engng
雷达接收机灵敏度自动测试方案设计
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 E8311 脉冲发 生器产生。设计输 入信号要注意以下几点:
出版社, 1994
The D esign of Autotest to the Radar R eceiver Sensitivity
Q IAN Yu y ing, L I Shu hua, YE L ing w ei
( Q ingdao B ran ch of NAE I, Q ingdao 266041, P R C h ina)
1 GPTS测试系统概述
该测试方案基于 GPTS3 0自动测 试系统设计 而成。
GPTS3 0自动测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] 。