机载雷达信号动态实时测试技术研究

发布时间：2017-06-28 10:09

  本文关键词：机载雷达信号动态实时测试技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：机载雷达,是当代各类型飞机航空电子系统的重要组成部分。随着技术的不断发展,该部分在整机系统中的功能也越来越多,所占的成本也越来越高,是飞机在任务实施各个阶段的基本保障。机载雷达在整机两大子系统中都有着重要的地位,在通用子系统中,用于完成通信、导航及飞行控制的支撑;在任务子系统中,则承担了探测、识别及作战等功能。在机载雷达各设备的例行检查,维护维修等环节都需要相关测试及测量设备的支持。对机载雷达设备进行测试时,除了常规的频率、功率等功能及指标测试项外,通常还需要对被测试设备输入测试激励,用以模拟其真实工作环境,从而判别机载设备的工作情况。早期对机载雷达设备的测试,大多采用频率计、功率计、示波器及频谱分析仪等通用仪器,结合部分定制专用板卡或模块搭建测试平台或自动测试系统来实现。随着航电技术的发展和测试要求的不断提高,通用测试仪器在测试响应的实时性,测试功能的多样性等方面已经不能满足机载雷达测试的需要。本文结合攻读博士学位期间主持及参与的多个航电测试设备项目,针对设备的具体测试要求进行分析、归纳和总结。以机载雷达设备信号测试总的要求为研究背景对被测设备进行了分类,根据其信号特征及工作方式,将其分为一次雷达及二次雷达两大类,分别对这两类被测设备的测试要求进行细分,总结归纳其共性测试特征及差异性测试特征,并以此选取了具有代表性的切入点进行研究。最后,针对测试测量仪器模块化、小型化及智能化的发展趋势,对测试实现功能的融合技术进行了研究。本文的主要研究内容如下:1、机载雷达信号共性特征测试研究。频率测量是机载雷达设备的共性测试需求。一次雷达的回波模拟,需要精确及快速的频率测量值支持。二次雷达询问及应答信号的模拟,也需要频率值作为测试激励产生判据。根据机载雷达设备发射的调制信号的特征,针对其信号调制脉冲宽度较窄、测量实时性及精度要求高的特点,在分析了现有的各种载频瞬时测量方法的基础上,提出了一种基于片内时钟移相插值、连续时间戳计数值拟合运算的测量方法,对此方法的测量误差进行了分析,仿真及具体设计实现。该方法目前已成功的运用到多个实际工程项目了,满足了实时性和高精度的测试需求。2、一次雷达信号差异性特征测试研究。选取机载无线电高度表作为被研究类型,对一次雷达回波模拟技术进行研究。以载频瞬时测量为基础,针对传统机载无线电高度表测试设备仅能提供简单延迟转发功能的不足,分析了设备在实际不同工作面状态下的回波特征,通过零记忆非线性变化法及球不变随机过程算法对其在内场环境下的测试进行了分析和仿真,能够实现对多种不同反射面特征的模拟。以目标反射面为海面为研究示例,对其回波信号的特征进行理论分析、数学建模及仿真,给出了一种能够模拟真实复杂空间电磁环境的无线电高度表测试方法,并对其工程实现进行了阐述。3、二次雷达信号差异性特征测试研究。选取机载空中交通管制设备作为被研究对象,针对二次雷达工作流程及信号特征进行研究,提出了一种快速解调方法用于询问及应答信号的译码及处理方法,对测试激励产生的原理、流程及实现进行了阐述,并给出了具体的工程实现。4、信号测试功能融合性研究。针对机载雷达系统模块化、可重构化的发展趋势,结合新一代机载外场可更换单元/外场可更换模块(LRU/LRM)内外场测试的需要,研究了测试功能的可重构技术,对重构的原理、实现方式进行了阐述,提出了一种改进的片内重构优化算法,对算法进行了仿真及验证。并给出了一种模块级重构的工程设计实现,证明了其有效性和实用性,为系统级全功能融合测试打下了基础。
【关键词】：机载雷达测试 载频瞬时测量 测试激励产生 测试功能融合
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN959.73
【目录】：

• 摘要5-7
• abstract7-13
• 第一章 绪论13-26
• 1.1 选题背景与意义13-15
• 1.2 国内外研究历史与现状15-23
• 1.2.1 机载雷达信号载频瞬时测量技术17-19
• 1.2.2 机载雷达测试激励产生技术19-21
• 1.2.3 机载雷达测试功能融合技术21-23
• 1.3 本文的主要工作23-24
• 1.4 本论文的结构安排24-26
• 第二章 机载雷达信号载频瞬时测量方法研究26-45
• 2.1 时域频率测量26-33
• 2.1.1 时域计数测量26-28
• 2.1.2 同步计数测量28-29
• 2.1.3 误差分析及改善29-33
• 2.2 时间戳瞬时载频测量法33-41
• 2.2.1 时间戳测量原理34-38
• 2.2.2 误差及测量不确定度分析38-39
• 2.2.3 算法设计及实现39-41
• 2.3 实验对比分析41-43
• 2.4 本章小结43-45
• 第三章 机载一次雷达测试激励模拟技术研究45-66
• 3.1 无线电高度表基本原理45-53
• 3.1.1 高度测量原理45-47
• 3.1.2 无线电高度表参数47-48
• 3.1.3 无线电高度表测高算法48-53
• 3.2 测高回波分析建模53-60
• 3.2.1 回波方程53-54
• 3.2.2 单位照射面54-56
• 3.2.3 后向散射系数56-57
• 3.2.4 背景杂波调制函数57-60
• 3.3 回波设计仿真及实现60-65
• 3.3.1 高斯随机序列的产生61-62
• 3.3.2 背景杂波产生62-63
• 3.3.3 模型仿真及验证63
• 3.3.4 功能实现及测试63-65
• 3.4 本章小结65-66
• 第四章 机载二次雷达测试激励模拟技术研究66-101
• 4.1 二次雷达基本原理66-72
• 4.1.1 工作原理及测试需求66-68
• 4.1.2 二次雷达信号特征68-72
• 4.2 二次雷达系统信号解调及处理72-86
• 4.2.1 基础信号解调72-80
• 4.2.2 模式处理逻辑实现80-86
• 4.3 二次雷达测试激励86-94
• 4.3.1 基础信号调制87
• 4.3.2 边沿成形技术87-91
• 4.3.3 调制基带及模式编码91-94
• 4.4 试验对比及验证94-99
• 4.4.1 询问输出及应答解调译码测试96-97
• 4.4.2 应答目标模拟测试97-99
• 4.5 本章小结99-101
• 第五章 机载雷达信号测试可重构功能融合技术研究101-130
• 5.1 可重构系统概述101-112
• 5.1.1 可重构系统基本结构102-105
• 5.1.2 可重构系统实现105-109
• 5.1.3 可重构系统评价109-112
• 5.2 机载雷达信号测试设备可重构112-116
• 5.2.1 系统可重构模型112-113
• 5.2.2 射频可重构113-115
• 5.2.3 中频可重构115-116
• 5.3 机载雷达测试片内可重构116-126
• 5.3.1 资源管理116-119
• 5.3.2 分布管理119-120
• 5.3.3 划分调度120-122
• 5.3.4 GA重构序列生成122-126
• 5.4 功能测试验证126-129
• 5.5 本章小结129-130
• 第六章 全文总结与展望130-132
• 6.1 全文总结130-131
• 6.2 后续工作展望131-132
• 致谢132-133
• 参考文献133-143
• 攻读博士学位期间取得的成果143-144

  本文关键词：机载雷达信号动态实时测试技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：493443