商用化(COTS) 测试和测量设备

商用化测试和测量设备如今也能生成雷达目标,基本上采用射频数字存储设备所用类似的方式,通过射频下变频、基带数字处理和射频上变频。

该雷达目标生成器由使用商用化测试和测量设备的接收机(射频信号分析仪) 和发射机(射频信号发生器) 构成,它们通常用作分析或生成射频信号的独立设备。当组合使用时,这两种仪器可作为雷达目标生成器工作。

商用化雷达目标生成系统工作在100 kHz到40 GHz频率范围,在规定的频段以高达160 MHz的带宽接收任何类型的射频雷达信号,并将信号转换成同相和正交相移数据(I/Q数据)。I/Q数据传送到信号发生器的基带输入端,在基带,按照用户指定值添加时间延迟、多普勒频移和衰减。然后,由信号发生器将雷达回波信号重新发射到雷达,如图4所示。

图4、典型商用化测试设备组成的实时雷达目标生成器(R&S®SMW200A矢量信号发生器及R&S®FSW信号和频谱分析仪)。

这类测量设备的一个优点是优异的射频性能,这适合在研究、开发或生产期间进行额外的雷达参数测试。这种灵活、模块化的方法使得矢量信号发生器或信号和频谱分析仪还可用于其他的测试环境中。

测量

为了演示这种雷达目标生成器,需要使用软件定义雷达(Software Defined Radar, SDR) 和MATLAB®信号处理软件。在此演示系统中,使用有多目标分辨能力的波形和商用化测试设备组成的雷达目标生成器来分析软件定义雷达的性能。

雷达目标生成器生成单目标并在软件定义雷达(它充当被测雷达) 中观察。图5显示被测雷达的MATLAB®图形用户界面(GUI),其中包括频谱、距离-多普勒地图和目标列表。可观察到单个局部最大值,它的功率大于恒虚警率(Constant False Alarm Rate, CFAR) 门限值。通过测量差频可确定距离和径向速度。在雷达目标生成器中,生成距离R1 = 2000 m,多普勒频移vr1=–25 m/s。这是由该雷达精确测量得到的,参阅图5。