[发明专利]雷达信号波形不确定度测试系统

说明书

本发明公开的一种雷达信号波形不确定度测试系统，测试时间短，自动化程度高。本发明通过下述技术方案实现：在测量过程中，雷达端机发射的雷达激励信号经功分器分为3路，第1路雷达激励信号经雷达目标模拟器产生雷达回波信号，并输入至雷达端机接收端；第2路雷达激励信号经射频电缆送入宽带采集存储分析设备，宽带采集存储分析设备实时测量雷达信号，生成时间、频率、调制测量数据传递至数据分析计算机；第3路雷达激励信号通过雷达天线辐射出去，电子侦察设备测量到达信号的功率，生成雷达信号的功率测量数据，传递至数据分析计算机。数据分析计算机内波形不确定度计算软件统计各个维度的测量值变化数量，计算雷达信号波形不确定度。

技术领域

本发明涉及一种关于雷达信号波形不确定度的测试系统，用于评估雷达系统的低截获性能。

背景技术

随着雷达技术的发展，雷达信号形式日趋复杂，对雷达信号的波形测试一直是雷达测试的关键技术和难点。雷达信号的脉内特性是雷达信号细微特征的重要体现，主要表现为脉内的各种调制，依据不同调制方式特点又体现在脉内信号的幅度、频率和相位上。雷达信号的波形不确定度和不规则度的细节信息，集中体现了不同调制方式的差异。波形不确定度是指雷达信号在时间域、频率域、调制域、功率域等多维辐射参数的集合，是评价雷达信号低截获性能的主要技术指标之一，雷达信号的波形不确定度越高，其被侦察设备截获的概率越低，低截获性能就越好。在雷达波形设计阶段，主要在时间域、频率域、调制域和功率域实现。在时间域，雷达信号的波形不确定度主要体现在脉冲层次，雷达信号的脉冲形状多种多样，包括矩形脉冲、半正弦脉冲、余弦平方脉冲、高斯脉冲等等，不同的脉冲形状对应的频谱不同；雷达信号的脉冲宽度会根据距离分辨率要求和动目标指示系统的改善因子要求进行相应的设计；雷达信号的脉冲重复周期会根据使用要求选择不同的变化类型，常见的变化类型有固定、摇摆、参差和脉冲组等等。在频率域，雷达信号的波形不确定度主要体现为频率捷变，频率捷变雷达可以随机切换编码方式，这就使得侦察方难以根据已收到的雷达脉冲频率值来预测下一个雷达脉冲频率，因而也难以引导干扰机实施频率瞄准式干扰，也就是说，频率捷变雷达有较强的抗截获、抗干扰特性。在调制域，雷达信号一般采用脉冲压缩技术实现大的时间带宽积，进而实现信号的低截获特征。因为信道化截获接收机的梳状滤波器组中的单个滤波器带宽不可能做得很宽，所以对抗信道化截获接收机的有效手段是采用宽带波形，常见的低截获信号类型有线性调频信号、相位编码信号和相移键控/频移键控混合编码信号等。在功率域，雷达信号采用功率控制的方法，减小雷达天线的辐射能量，实现信号的低截获特征。

对雷达信号的波形不确定度测试研究非常必要。由于专业的特殊性，雷达信号波形不确定度的测试方法在国外鲜有报道。国内也仅有少数单位进行了研究。西北工业大学以脉冲分选评估雷达的波形不确定度，将常规雷达信号的波形不确定度设为基准，通过比较复杂波形雷达信号和常规雷达信号在对抗脉冲分选时的分选时间、分选识别程度以及分选准确率三个指标，得到各种雷达信号的波形不确定度。在实际应用中，更普遍的做法是对信号的时间域、频率域、调制域和功率域四个维度的变化情况分别作测试验证，四个维度的变化集合即为雷达信号的波形不确定度。这种定义及测试方法被业内普遍认可，然而不同维度的测试需要配置不同的测试仪器且在不同的场景下完成。在时间域，采用示波器对信号的脉冲宽度和脉冲重复周期进行测量，在时域中提取的特征易受载频变化的影响，虽然采用的时域算法，处理速度较快，有较高的检测概率和参数测量精度，但易受噪声影响，因而在较低信噪比情况下误差较大。在频率域，需采用频谱仪对信号频率进行测量。在调制域，采用调制分析仪对信号的调制带宽等参数进行测量。在功率域，采用功率计对信号的功率变化进行测量分析。最后对四个维度的测试结果进行数据处理，进一步计算得到待测雷达信号的波形不确定度。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种硬件结构简单，测试时间短，自动化程度高，检测概率高，并且场景真实的雷达信号波形不确定度测试系统。