一种用于定量测量雷达系统的外定标系统及方法与流程

本发明涉及一种用于雷达系统的外定标系统及方法，特别是一种用于定量测量雷达系统的外定标系统及方法。

背景技术：

传统的雷达系统外定标方法，可以分为有源定标和无源定标。有源定标需要额外研制一套有源设备，造成研制周期长，定标成本高等缺点；无源定标采用通过分别测量发射天线的波束宽度、发射功率增益积及接收天线的波束宽度、接收增益等参数，完成外定标过程，但这种定标方法引入的测量步骤过多，造成所需测量仪器设备过多，操作程序过于繁琐。上述方式显得过于耗时、笨重、费用昂贵、对于经费不足的单位，由于没有相应的测试设备，使得外定标工作很难进行。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种用于定量测量雷达系统的外定标系统及方法，解决传统测量方法造成的测量系统复杂、测试时间长、测试费用昂贵的问题。

一种用于定量测量雷达系统的外定标系统，包括：频谱仪、信号发生器、喇叭天线、天线固定工装、切换开关、实验高塔和二维转台及附属控制系统、

其中频谱仪、信号发生器、天线固定工装和切换开关均置于实验高塔上。喇叭天线固定于天线固定工装上。频谱仪、信号发生器分别通过电缆与切换开关连接，切换开关的输出端通过电缆与喇叭天线的输入端口相连。待测雷达系统固定于二维转台及附属控制系统上，实验高塔与二维转台及附属控制系统水平间隔排列。

更优的，根据试验需求喇叭天线能够替换为定标球a或定标球b。

一种用于定量测量雷达系统的外标定方法的具体步骤为：

第一步基于喇叭天线的外定标

将喇叭天线固定于天线固定工装上。

控制切换开关使频谱仪与喇叭天线接通。将待测雷达系统置于发射工作状态，二维转台及附属控制系统保持电轴零度位置。设置二维转台及附属控制系统的参数：转速、扫描起始角、扫描步进和扫描结束角。启动转台，使待测雷达系统天线按照预设转速进行扫描，每转到一个步进角度位置便读取当前频谱仪测量的功率值。待测雷达系统天线完成预设范围的扫描后，控制转台停止，得到设定角度范围的发射方向图，发射方向图波束记为θ1、φ1,其中θ1、φ1分别表示发射天线俯仰和方位向的波束宽度。

控制切换开关使信号发生器与喇叭天线接通，喇叭天线作为发射天线。控制待测雷达系统处于接收工作状态，二维转台及附属控制系统保持电轴零度位置。设置二维转台及附属控制系统的参数：转速、扫描起始角、扫描步进和扫描结束角。启动转台，使待测雷达系统天线按照预设转速进行扫描，每转到一个步进角度位置由待测雷达系统测量功率值。待测雷达系统天线完成预设范围的扫描后，控制转台停止，得到设定角度范围的接收方向图，接收方向图波束记为θ2、φ2，其中θ2、φ2分别表示接收天线俯仰和方位向的波束宽度，雷达结束工作。

第二步基于定标球a的外定标

将定标球a固定于天线固定工装上，控制待测雷达系统处于正常的收发工作状态。通过测量获取待测雷达系统与定标球a之间的精确距离。二维转台及附属控制系统控制转台方位向位于电轴零度位置，并在预设的范围内进行二维扫描，找到接收功率最大值的位置。利用已知的雷达方程获取待测雷达系统的发射功率、天线发射增益与天线接收增益之积。

第三步基于定标球b的外定标

将定标球b固定于天线固定工装上，控制待测雷达系统处于正常的收发工作状态。通过测量获取待测雷达系统与定标球b之间的精确距离。二维转台及附属控制系统控制转台方位向位于电轴零度位置，并在预设的范围内进行二维扫描，找到接收功率最大值的位置。利用已知的雷达方程获取待测雷达系统的系统误差。

至此，完成待测雷达系统的外标定。

本发明系统及方法具有设备简单，操作简便、定标精度高等优点。

附图说明

图1一种用于定量测量雷达系统的外定标系统的结构图。

1.频谱仪2.信号发生器3.喇叭天线4.天线固定工装5.切换开关6.实验高塔7.待测雷达系统8.二维转台及附属控制系统

具体实施方式

实施例1

一种用于定量测量雷达系统的外定标系统，包括：频谱仪1、信号发生器2、喇叭天线3、天线固定工装4、切换开关5、实验高塔6和二维转台及附属控制系统8、

其中频谱仪1、信号发生器2、天线固定工装4和切换开关5均置于实验高塔6上。喇叭天线3固定于天线固定工装4上，根据试验需求喇叭天线3能够替换为定标球a9或定标球b。频谱仪1、信号发生器2分别通过电缆与切换开关5连接，切换开关5的输出端通过电缆与喇叭天线3的输入端口相连。待测雷达系统7固定于二维转台及附属控制系统8上，实验高塔6与二维转台及附属控制系统8水平间隔排列。

实施例2

一种用于定量测量雷达系统的外标定方法的具体步骤为：

第一步基于喇叭天线3的外定标

将喇叭天线3固定于天线固定工装4上。

控制切换开关5使频谱仪1与喇叭天线3接通。将待测雷达系统7置于发射工作状态，二维转台及附属控制系统8保持电轴零度位置。设置二维转台及附属控制系统8的参数：转速、扫描起始角、扫描步进和扫描结束角。启动转台，使待测雷达系统7天线按照预设转速进行扫描，每转到一个步进角度位置便读取当前频谱仪1测量的功率值。待测雷达系统7天线完成预设范围的扫描后，控制转台停止，得到设定角度范围的发射方向图，发射方向图波束记为θ1、φ1,其中θ1、φ1分别表示发射天线俯仰和方位向的波束宽度。

控制切换开关5使信号发生器2与喇叭天线3接通，喇叭天线3作为发射天线。控制待测雷达系统7处于接收工作状态，二维转台及附属控制系统8保持电轴零度位置。设置二维转台及附属控制系统8的参数：转速、扫描起始角、扫描步进和扫描结束角。启动转台，使待测雷达系统7天线按照预设转速进行扫描，每转到一个步进角度位置由待测雷达系统7测量功率值。待测雷达系统7天线完成预设范围的扫描后，控制转台停止，得到设定角度范围的接收方向图，接收方向图波束记为θ2、φ2，其中θ2、φ2分别表示接收天线俯仰和方位向的波束宽度，雷达结束工作。

第二步基于定标球a的外定标

将定标球a固定于天线固定工装4上，控制待测雷达系统7处于正常的收发工作状态。通过测量获取待测雷达系统7与定标球a之间的精确距离。二维转台及附属控制系统8控制转台方位向位于电轴零度位置，并在预设的范围内进行二维扫描，找到接收功率最大值的位置。利用已知的雷达方程获取待测雷达系统7的发射功率、天线发射增益与天线接收增益之积。

第三步基于定标球b的外定标

将定标球b固定于天线固定工装4上，控制待测雷达系统7处于正常的收发工作状态。通过测量获取待测雷达系统7与定标球b之间的精确距离。二维转台及附属控制系统8控制转台方位向位于电轴零度位置，并在预设的范围内进行二维扫描，找到接收功率最大值的位置。利用已知的雷达方程获取待测雷达系统7的系统误差。

至此，完成待测雷达系统7的外标定。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种用于定量测量雷达系统的外定标系统及方法，包括：频谱仪(1)、信号发生器(2)、喇叭天线(3)、天线固定工装(4)、切换开关(5)、实验高塔(6)和二维转台及附属控制系统(8)。其中频谱仪(1)、信号发生器(2)、天线固定工装(4)和切换开关(5)均置于实验高塔(6)上，喇叭天线(3)固定于天线固定工装(4)上；频谱仪(1)、信号发生器(2)分别通过电缆与切换开关(5)连接，切换开关(5)的输出端通过电缆与喇叭天线(3)，待测雷达系统(7)固定于二维转台及附属控制系统(8)上。本发明方法依靠该系统实施定量测量雷达系统的外定标。本发明技术具有设备简单，操作简便、定标精度高等优点。

技术研发人员：崔广斌;赵崇辉
受保护的技术使用者：北京遥感设备研究所
技术研发日：2018.03.23
技术公布日：2019.01.18