一种雷达告警设备及其试验方法 |
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| 申请号 | CN201610037498.8 | 申请日 | 2016-01-20 | 公开(公告)号 | CN105510909A | 公开(公告)日 | 2016-04-20 |
| 申请人 | 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司; | 发明人 | 宋武涛; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种雷达告警设备,由状态显控单元(1)、自卫干扰模拟单元(2)、雷达波 信号 发生单元(3)、 接口 适配器(4)、 微波 暗箱一(5)、微波暗箱二(6)、微波暗箱三(7)、微波暗箱四(8)组成。还公开了一种雷达告警设备的试验方法，包括雷达波 频率 范围、接收灵敏度、脉冲重复周期、脉冲宽度、信号环境适应能 力 、反应时间和消隐功能七个试验项目。本发明的雷达告警设备及其试验方法，解决了在试验室进行雷达告警设备的试验问题，满足飞机雷达告警设备试验所必备的外围条件要求，模拟机上交联状态下的雷达告警设备功能检查，为飞机生产和地面试验提供技术依据。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种雷达告警设备，由状态显控单元(1)、自卫干扰模拟单元(2)、雷达波信号发生单元(3)、接口适配器(4)、微波暗箱一(5)、微波暗箱二(6)、微波暗箱三(7)、微波暗箱四(8)组成，状态显控单元(1)与接口适配器(4)、自卫干扰模拟单元(2)相连；自卫干扰模拟单元(2)与状态显控单元(1)、接口适配器(4)、雷达波信号发生单元(3)相连；雷达波信号发生单元(3)与自卫干扰模拟单元(2)、接口适配器(4)、微波暗箱一(5)、微波暗箱二(6)、微波暗箱三(7)、微波暗箱四(8)相连。 |
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| 说明书全文 | 一种雷达告警设备及其试验方法技术领域[0001] 本发明属于航空无线电试验技术领域，具体涉及一种雷达告警设备及其试验方法。 背景技术[0002] 在现有的飞机生产过程中，雷达告警设备的试验通常是将接收传感器与信号处理系统分立试验的，即将接收天线与接收处理机、信号分析处理机分开检测，分别测试各自部件的技术指标，缺少整个雷达告警设备在模拟空间电磁场环境下的整体试验方法。上述试验方法会导致在系统装备到飞机上后，容易出现系统不匹配、协议不一致、控制方式不全面等问题，只能在机上进行交联试验与验证部件之间的协调关系，这就给飞机质量和安全带来了隐患。 发明内容[0003] 本发明克服了现有技术的不足，提出了一种多雷达告警设备，并建立雷达告警设备系统级的试验手段，解决了在试验室进行雷达告警设备的试验问题，满足飞机雷达告警设备试验所必备的外围条件要求，模拟机上交联状态下的雷达告警设备功能检查，为飞机生产和地面试验提供技术依据，为现场操作提供了技术支持，对飞机雷达告警设备的装机定型试验具有实用价值。 [0004] 考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案： [0005] 一种雷达告警设备，由状态显控单元(1)、自卫干扰模拟单元(2)、雷达波信号发生单元(3)、接口适配器(4)、微波暗箱一(5)、微波暗箱二(6)、微波暗箱三(7)、微波暗箱四(8)组成，状态显控单元(1)与接口适配器(4)、自卫干扰模拟单元(2)相连；自卫干扰模拟单元(2)与状态显控单元(1)、接口适配器(4)、雷达波信号发生单元(3)相连；雷达波信号发生单元(3)与自卫干扰模拟单元(2)、接口适配器(4)、微波暗箱一(5)、微波暗箱二(6)、微波暗箱三(7)、微波暗箱四(8)相连。 [0007] 1)雷达波频率范围试验 [0008] 将雷达波段划分为2GHz～26GHz厘米波段和26GHz～40GHz毫米波段； [0009] 1.1)启动2GHz～26GHz厘米波段频率覆盖范围测试功能，进入到厘米波段频率覆盖范围测试程序并自动开始测试，对与接口适配器(4)、微波暗箱一(5)、微波暗箱二(6)、微波暗箱三(7)、微波暗箱四(8)连接的雷达波信号发生单元(3)从45°前右，135°后右，225°后左，315°前左四个通道的厘米波段频率根据频率和通道从低到高的顺序逐个进行测试，测量值自动记录在相应表格栏； [0010] 1.2)启动26GHz～40GHz毫米波段频率覆盖范围测试功能，进入到毫米波段频率覆盖范围测试程序并自动开始测试，对与接口适配器(4)、微波暗箱一(5)、微波暗箱二(6)、微波暗箱三(7)、微波暗箱四(8)连接的雷达波信号发生单元(3)从45°前右，135°后右，225°后左，315°前左四个通道的毫米波段频率根据频率和通道从低到高的顺序逐个进行测试，测量值自动记录在相应表格栏； [0011] 1.3)如果上述两种雷达波频率范围测试接收信号正常，且参数符合被测设备测试指标要求，则对应记录结果位置显示“合格”；如果接收信号不正常，或参数不符合测试指标要求，则对应记录结果位置显示“不合格”； [0012] 2)接收灵敏度试验 [0013] 启动接收灵敏度测试功能，进入到接收灵敏度测试程序并自动开始测试，频率范围从2GHz至40GHz，对与接口适配器(4)、微波暗箱一(5)、微波暗箱二(6)、微波暗箱三(7)、微波暗箱四(8)连接的雷达波信号发生单元(3)从45°前右，135°后右，225°后左，315°前左四个通道逐个进行测试，测量值将自动记录在相应表格栏，如果测试结果与发生器信号强度差值在-55dB以上，即为工作灵敏度合格，则对应记录结果位置显示“合格”，否则显示“不合格”； [0014] 3)脉冲重复周期试验 [0015] 启动脉冲重复周期测试功能，进入到脉冲重复周期测试程序，并自动开始测试，频率范围从2GHz至26GHz，根据脉冲重复周期从低到高的顺序逐个进行测量，测量值自动记录在相应表格栏，如果测试结果符合被测装备脉冲重复周期PRI测量误差要求：即PRI≤50us时，最大误差为±2us；PRI＞50us时，最大误差为±(2us+2％PRI)，对应表格栏处就会显示“合格”；如果测试结果不符合脉冲重复周期PRI测量误差要求，对应表格栏处就会显示“不合格”； [0016] 4)脉冲宽度试验 [0017] 启动脉冲宽度测量测试功能，进入到脉冲宽度测量测试程序，并自动开始测试，频率范围从2GHz至26GHz，根据脉冲宽度从低到高的顺序逐个进行测量，测量值自动记录在相应表格栏；如果测试结果符合被测装备脉冲宽度PW的测量误差要求：即PW≤2us时，最大误差为±0.1us；PW＞2us时，最大误差为±(0.1us+5％×PW)，对应表格栏处就会显示“合格”；如果测试结果不符合脉冲宽度PW的测量误差要求，对应表格栏处就会显示“不合格”； [0018] 5)信号环境适应能力试验 [0019] 5.1)启动信号环境适应能力测试功能，进入到信号环境适应能力测试程序，并自动开始测试，程序自动发射具有指定参数的雷达信号，观察状态显控单元(1)上显示的雷达信号是否稳定显示；如果雷达信号稳定不变，则在相应记录处会显示“合格”，如果雷达信号变化，则显示“不合格”； [0020] 5.2)改变雷达信号脉冲重复间隔，观察状态显控单元(1)上显示的雷达信号是否稳定显示，如果雷达信号稳定不变，则在相应记录处会显示“合格”，如果雷达信号变化，则显示“不合格”； [0021] 6)反应时间试验 [0022] 6.1)启动反应时间测试功能，进入到反应时间测试程序，并自动设置具有指定参数的雷达信号，输出到4个微波暗箱的发射天线上； [0023] 6.2)点击“发射”按钮，开始测试，并在相应表格栏中自动记录反应时间值；再点击“停止”按钮，完成一次测试，对该雷达连续测试10次后，点击“计算”按钮，取得反应时间最大值，若该反应时间最大值满足雷达告警设备反应时间指标要求：反应时间≤1s，则在相应记录处会显示“合格”，否则，显示“不合格”； [0024] 7)消隐功能试验 [0025] 7.1)启动消隐功能试验，进入到消隐功能试验测试程序，选择消隐试验的雷达信号后，点击“发射”按钮，分别发射E、G、IJ、K波段的具有典型测试参数的雷达信号，并转动位于射频信号产生分机前面板的消隐信号开关，将消隐脉冲送入被测装备信号分析器的相应消隐接口； [0026] 7.2)观察状态显控单元(1)上对应4个波段信号显示是否消失，如果消失则在相应记录处显示“合格”，否则，显示“不合格”。 [0027] 本发明通过显控单元调用测试程序，形成雷达参数设置报文，通过串口传送给雷达波信号发生单元，产生所要求功率、频率、脉冲重复周期、脉冲宽度的雷达波信号。通过专用电缆线连接到4个微波暗箱，雷达波信号通过微波暗箱中喇叭口发射天线向暗箱内辐射雷达波信号，形成试验所需要的雷达波电磁场。 [0028] 利用本发明能够快速、准确地完成机载产品的试验工作，提供详细的试验数据，为专业人员快速、准确的判断、排除故障提供有利的试验手段，提高工作效率，满足飞机雷达告警设备产品装机前试验要求。附图说明 [0029] 图1雷达告警设备的逻辑结构图。 具体实施方式[0030] 下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。 [0031] 本发明在设计思路上采用模块化、标准化设计，以满足系统性能测试要求为前提，兼顾接口和功能的扩展性，在部件选择上以标准的货架产品为原则，按系统原理图进行连接，所有器件均采用工业级的标准器件，进行测试。 [0032] 参见附图1，本发明的一种雷达告警设备，由状态显控单元(1)、自卫干扰模拟单元(2)、雷达波信号发生单元(3)、接口适配器(4)、微波暗箱一(5)、微波暗箱二(6)、微波暗箱三(7)、微波暗箱四(8)组成，状态显控单元(1)与接口适配器(4)、自卫干扰模拟单元(2)相连；自卫干扰模拟单元(2)与状态显控单元(1)、接口适配器(4)、雷达波信号发生单元(3)相连；雷达波信号发生单元(3)与自卫干扰模拟单元(2)、接口适配器(4)、微波暗箱一(5)、微波暗箱二(6)、微波暗箱三(7)、微波暗箱四(8)相连。 [0033] 状态显控单元(1)用于交联设备的控制、试验控制、状态和数据显示。完成产品控制、方式选择、菱形显示、人工自检、数据库加载、数据存储等功能。状态显控单元还接收自卫干扰模拟单元送来的信号报文，从而根据试验项目形成试验记录，并进行合格性判别。 [0034] 自卫干扰模拟单元(2)模拟干扰雷达的信号功能，包括敌我雷达信号、菱形脉冲信号等。 [0035] 雷达波信号发生单元(3)根据测试要求，产生规定参数(功率、频率、脉冲重复周期、脉冲宽度等)的雷达波信号和视频信号。雷达波信号发生单元向接口适配器提供消隐信号，消隐脉冲数据可根据试验要求作为消隐信号送至试验产品的消隐接口。 [0036] 接口适配器(4)端口包含信号分析器接口、双测向接收机接口。 [0037] 微波暗箱一(5)、微波暗箱二(6)、微波暗箱三(7)、微波暗箱四(8)用于产生试验所需的微波电磁场，具有双层屏蔽功效。微波暗箱产生的雷达波包括厘米波段和毫米波段，微波暗箱内的发射天线选择喇叭口作为厘米波段和毫米波段信号集成一体的辐射天线，4个发射天线分别安装在四个微波暗箱的一端，另一端安装相应的试验接收天线，使得微波信号通过检测天线近距辐射进入接收天线。采用微波暗箱试验的方法，可以防止试验环节信号反射的影响，也可以阻隔试验辐射信号对外部环境和人员的照射，同时4个接收天线分别放入4个微波暗箱中，可以防止相互之间的串扰，从而影响试验时对方位角度的判断。每个微波暗箱采用双层金属板屏蔽，外形尺寸为600×600×400mm，内部粘贴BPUFA-150型角锥吸波材料，该型吸波材料在2-40GHz频率范围内，垂直入射最大反射率小于30dB，满足微小功率近场试验的需要。微波暗箱两端开有400x400mm的小门，便于安装更换吸波材料和更换试验产品天线，为了保证微波暗箱小门外侧安装有转接板，试验电缆由此与内部辐射天线相连。 [0038] 采用上述设备进行的雷达告警设备的试验方法，试验内容包括雷达波频率范围、接收灵敏度、脉冲重复周期、脉冲宽度、信号环境适应能力、反应时间和消隐功能七个项目，方法具体包括以下步骤： [0039] 1)雷达波频率范围试验 [0040] 将雷达波段划分为2GHz～26GHz厘米波段和26GHz～40GHz毫米波段； [0041] 1.1)启动2GHz～26GHz厘米波段频率覆盖范围测试功能，进入到厘米波段频率覆盖范围测试程序并自动开始测试，对与接口适配器(4)、微波暗箱一(5)、微波暗箱二(6)、微波暗箱三(7)、微波暗箱四(8)连接的雷达波信号发生单元(3)从45°前右，135°后右，225°后左，315°前左四个通道的厘米波段频率根据频率和通道从低到高的顺序逐个进行测试，测量值自动记录在相应表格栏； [0042] 1.2)启动26GHz～40GHz毫米波段频率覆盖范围测试功能，进入到毫米波段频率覆盖范围测试程序并自动开始测试，对与接口适配器(4)、微波暗箱一(5)、微波暗箱二(6)、微波暗箱三(7)、微波暗箱四(8)连接的雷达波信号发生单元(3)从45°前右，135°后右，225°后左，315°前左四个通道的毫米波段频率根据频率和通道从低到高的顺序逐个进行测试，测量值自动记录在相应表格栏； [0043] 1.3)如果上述两种雷达波频率范围测试接收信号正常，且参数符合被测设备测试指标要求，则对应记录结果位置显示“合格”；如果接收信号不正常，或参数不符合测试指标要求，则对应记录结果位置显示“不合格”； [0044] 2)接收灵敏度试验 [0045] 启动接收灵敏度测试功能，进入到接收灵敏度测试程序并自动开始测试，频率范围从2GHz至40GHz，对与接口适配器(4)、微波暗箱一(5)、微波暗箱二(6)、微波暗箱三(7)、微波暗箱四(8)连接的雷达波信号发生单元(3)从45°前右，135°后右，225°后左，315°前左四个通道逐个进行测试，测量值将自动记录在相应表格栏，如果测试结果与发生器信号强度差值在-55dB以上，即为工作灵敏度合格，则对应记录结果位置显示“合格”，否则显示“不合格”； [0046] 3)脉冲重复周期试验 [0047] 启动脉冲重复周期测试功能，进入到脉冲重复周期测试程序，并自动开始测试，频率范围从2GHz至26GHz，根据脉冲重复周期从低到高的顺序逐个进行测量，测量值自动记录在相应表格栏，如果测试结果符合被测装备脉冲重复周期PRI测量误差要求：即PRI≤50us时，最大误差为±2us；PRI＞50us时，最大误差为±(2us+2％PRI)，对应表格栏处就会显示“合格”；如果测试结果不符合脉冲重复周期PRI测量误差要求，对应表格栏处就会显示“不合格”； [0048] 4)脉冲宽度试验 [0049] 启动脉冲宽度测量测试功能，进入到脉冲宽度测量测试程序，并自动开始测试，频率范围从2GHz至26GHz，根据脉冲宽度从低到高的顺序逐个进行测量，测量值自动记录在相应表格栏；如果测试结果符合被测装备脉冲宽度PW的测量误差要求：即PW≤2us时，最大误差为±0.1us；PW＞2us时，最大误差为±(0.1us+5％×PW)，对应表格栏处就会显示“合格”；如果测试结果不符合脉冲宽度PW的测量误差要求，对应表格栏处就会显示“不合格”； [0050] 5)信号环境适应能力试验 [0051] 5.1)启动信号环境适应能力测试功能，进入到信号环境适应能力测试程序，并自动开始测试，程序自动发射具有指定参数的雷达信号，观察状态显控单元(1)上显示的雷达信号是否稳定显示；如果雷达信号稳定不变，则在相应记录处会显示“合格”，如果雷达信号变化，则显示“不合格”； [0052] 5.2)改变雷达信号脉冲重复间隔，观察状态显控单元(1)上显示的雷达信号是否稳定显示，如果雷达信号稳定不变，则在相应记录处会显示“合格”，如果雷达信号变化，则显示“不合格”； [0053] 6)反应时间试验 [0054] 6.1)启动反应时间测试功能，进入到反应时间测试程序，并自动设置具有指定参数的雷达信号，输出到4个微波暗箱的发射天线上； [0055] 6.2)点击“发射”按钮，开始测试，并在相应表格栏中自动记录反应时间值；再点击“停止”按钮，完成一次测试，对该雷达连续测试10次后，点击“计算”按钮，取得反应时间最大值，若该反应时间最大值满足雷达告警设备反应时间指标要求：反应时间≤1s，则在相应记录处会显示“合格”，否则，显示“不合格”； [0056] 7)消隐功能试验 [0057] 7.1)启动消隐功能试验，进入到消隐功能试验测试程序，选择消隐试验的雷达信号后，点击“发射”按钮，分别发射E、G、IJ、K波段的具有典型测试参数的雷达信号，并转动位于射频信号产生分机前面板的消隐信号开关，将消隐脉冲送入被测装备信号分析器的相应消隐接口； [0058] 7.2)观察状态显控单元(1)上对应4个波段信号显示是否消失，如果消失则在相应记录处显示“合格”，否则，显示“不合格”。 [0059] 试验结果数据 [0060] 应用本发明试验方法进行的试验数据见表1，试验证明检测的雷达告警设备完全合格。 [0061] 表1雷达告警设备试验报告 [0062] [0063] |
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