便携式雷达电轴测试仪

摘要

一种能精确测量米波雷达电轴的便携式测试仪，主要由信号处理电路板、USB电缆及一台通用微机组成，通过信号处理电路板和通用微机分析软件完成雷达的电轴测量，信号处理电路板与雷达连接采集回波信号，然后通过USB电缆送给通用微机进行数据分析。使用一种多脉冲积累进行修正的单脉冲测角方法计算出雷达电轴指向，这种雷达电轴测试仪可以用于米波雷达的方位标定，解决了使用大型专用设备对雷达方位标定不方便的问题。采用少量的大规模集成电路配合高技术含量的应用软件，可靠性高；电轴测量精度可达到小于等于0.1度，确保米波雷达的方位测量精度；适用于工厂、部队对米波雷达的方位校准。该技术也可在其它雷达领域推广使用。

主权项

一种便携式雷达电轴测试仪，其特征是该雷达电轴测试仪由信号处理电路板(1)、USB电缆(2)及一台通用微机(3)组成，通过信号处理电路板(1)和通用微机(3)分析软件完成雷达的电轴测量，信号处理电路板(1)与雷达连接采集回波信号，然后通过USB电缆(2)送给通用微机(3)进行数据分析；信号处理电路板(1)由增强型8051核心的USB芯片CY7C68013(5)和可编程门阵列FPGA芯片SC3S200(4)组成；CY7C68013外围扩展SDRAM存储器(6)，CY7C68013外围扩展FLASH芯片(7)；信号处理电路板(1)中的USB芯片CY7C68013(5)左侧通过数据总线(10)与可编程门阵列FPGA芯片XC3S200(4)相连，USB芯片CY7C8013(5)上端通过数据总线(10)分别与SDRAM存储器(6)、FLASH芯片(7)相连，USB芯片CY7C68013(5)右侧通过USB总线(9)与通用微机(3)相连，可编程门阵列FPGA芯片XC3S200(4)通过数据总线(10)与连接器(8)相连；其测试过程如下：a)在距被测雷达50米以外架设一个小天线，用信号发生仪产生雷达工作频率信号，幅度适当；将雷达电轴测试仪的信号处理电路板(1)与雷达的数字零中频和差信号输出接口相连接；b)雷达正常工作后，设置雷达工作频率与信号发生仪输出的信号频率一致；c)接通雷达电轴测试仪电源，在windows系统下运行雷达电轴测试仪应用软件，实现多脉冲积累修正的单脉冲测角、曲线拟合、滤波，在雷达电轴测试系统主界面下，单击“读取数据”命令按键，开始采集数据；d)程序连续读取测试回波的I、Q和差数据；e)等待天线转动3～12圈后，单击“停止取数据”命令按键，停止采集数据；f)程序计算和波束幅值最大值点的方位；取最大值点方位±5°范围内的和差数据；根据计算和差比值；利用建立的角敏表查表求出θ的值；对测试回波的1、Q和差数据作4点牛顿三次插值，并求出拟合后方位和差数据；利用巴特沃斯数字滤波器对拟合后的和差数据进行滤波处理。g)测量出的电轴方位自动显示在数据显示区，数据显示区还能显示波束宽度，副瓣电平，零值深度、差波束不均匀度参数信息，和差波束方向图显示在绘图区；其中，Z表示和波束与差波束的比值；a表示和通道信号的实部；b表示和通道信号的虚部；c表示差通道信号的实部；d表示差通道信号的虚部；f₁(θ)表示天线阵面和方向图；f₂(θ)表示天线阵面差方向图；θ表示电轴偏差角。