现代雷达特点及其测试系统发展方向

（海军蚌埠士官学校蚌埠233012）

现代雷达特点及其测试系统发展方向

胡辉刘尚富

（海军蚌埠士官学校蚌埠233012）

新体制雷达的不断发展和日益完善，雷达测试则显得尤为重要，新一代雷达测试系统将具备综合化、模块化、智能化、数字化、网络化等特点。论文分析了现代雷达系统对新一代雷达测试系统的要求，分别从MC一体化技术、虚拟仪器技术、网络测试技术以及智能传感器信息处理技术四个方面对新一代雷达测试系统进行了展望。

现代雷达；雷达测试系统；特点；发展趋势

Class NumberTN95

1 引言

雷达测试贯穿于雷达设计、生产、调试和使用各个阶段，在现代雷达系统中占据着十分重要的地位，对于确保设计合理、节约生产调试成本，提高雷达的自我保障能力，使雷达系统处于最佳工作状态，充分发挥雷达的效能具有极为重要的作用。雷达测试的内容和范围很广泛。雷达测试除了对单个元件、电路板、功能单元等进行测试外，还要对雷达的性能参数和战术指标进行严格的测试［1］。

2 现代雷达系统特点及其对新一代测试系统的要求

高技术战争的发展，雷达的工作环境面临着来自综合电子干扰、隐形飞机、低空超低空突防、反辐射导弹（ARM）等武器的威胁，这些都严重威胁了雷达的生存。为了适应新的复杂的战场电磁环境，保存自己同时获取敌方尽可能多的信息，现代雷达采用了先进的微电子技术、计算机技术、现代信号处理技术等，使系统呈现出以下特点［2］。

2.1 更加齐全，性能大幅度提高

现代雷达功能更加齐全，性能大幅度提高。如相控阵雷达采用了相控阵技术后，雷达作用距离远，精度高，可以实现对多批次目标诸多参数的连续测量和跟踪。合成孔径雷达（SAR）是一种采用新的信号形式和先进的信号处理方式实现对目标微波成像的现代雷达系统，能够实现全天时、全天候、大范围、高分辨率对地面目标的监视和测量。逆合成孔径雷达（ISAR）可以实现对空间目标的清晰成像，极大地提高了雷达的测量性能，扩展了雷达的功能［3］。

2.2 更强的反干扰、反隐身、反侦察、反摧毁能力

雷达在复杂电磁环境中发现并测量目标，现代雷达系统在诸多方面做出了改进。采用频率捷变技术和数字波束形成（DBF）技术、超低副瓣天线技术、自适应杂波对消等技术，提高了雷达的抗干扰作战性能；采用复杂的信号波形和调制方式、频率分集技术来降低信号的截获概率，提高了雷达反隐身目标的能力。随着微电子技术、DSP技术的发展和雷达反摧毁抗打击的需要，现代雷达系统普遍采用了模块化结构和大规模集成电路，提高设备的通用性，并且还采用多种诱饵技术来提高自身生存能力［4］。

2.3 雷达组网、多传感器信息融合

应用雷达组网、多传感器，实现多源信息融合，在军事上有以下特有的优势：

1）提高了系统的生存能力和可靠性。通过网络将系统的各个部分分散，在系统部分受到干扰和攻击时，总还有部分单元可以提供信息，使系统能够不受干扰连续运行［5］。

2）扩展了空间和时间覆盖范围。通过多个交叠覆盖的雷达作用区域，扩大了空间覆盖范围，增加了系统的监视能力和目标的检测概率，多雷达系统交替工作，提高系统的时间监视范围和检测概率［6］。

3）提高了可信度，减少了信息的模糊性。多部雷达确认同一目标，综合信息降低了目标的不确定性，提高了探测的有效性。

4）提高了空间分辨率。多雷达协同工作可以获得比任何单一设备更高的分辨率，改善目标位置数据，支持武器攻击或防御系统［7］。

5）增加了探测空间的维数。以现代通信技术为支持，不同平台、不同体制的多部雷达协同工作，运用多传感器信息融合技术集成多种数据，提供目标综合评估结果，是现代雷达系统在系统构成上的主要特点［8］。

3 雷达测试系统的发展方向

随着现代自动测试技术的发展，新一代雷达测试系统会朝着综合化、通用化、模块化、智能化、标准化、数字化、网络化的方向发展。主要表现在四个方面：在测试系统概念上，要求MC一体化；测试平台上，采用虚拟仪器技术；测试手段上，运用网络测试技术；测试信息处理上，采用智能传感器信息处理和多传感器信息融合技术［9］。

3.1 MC一体化

各种不同平台、不同体制雷达组网构成了一种新型网络化探测系统，这决定了用于维护和保障的测量系统，更应具有完备的、优化的体系结构。雷达网自动化测试系统的标准化、系统化可以采用MC一体化技术，从雷达系统体系结构上加强各部分的整体配合，将测试任务与其他系统功能相结合，最大限度地利用系统资源，持续优化总体效率［3］。MC指的是测量（Measurement）、控制（Control）、通信（Communication）、计算机（Computer），将这四个基本要素在保证其相对独立性和完整性的基础上，消除各要素之间的绝对界限，将测试技术与控制技术结合后，互为依托，以计算机为核心设备，以现代通信技术为支持，构建具备整体优化能力的新型雷达测控系统。

新一代雷达测试系统MC一体化平台的构建应满足以下要求：

1）采用数字化方法和DSP技术，将模拟信号数字化，以方便通信传输和计算机处理。

2）采用VXI和PXI等先进总线技术，保证系统结构模块化和总线接口标准化。

3）使测试信号处理本地化，在测试和控制节点使用计算机或嵌入微处理器（如DSP），就地处理信号，压缩数据容量，减轻中心计算机任务和通信线路负担［10］。

3.2 虚拟仪器技术

现代计算机技术和数字信号处理理论的飞速发展，硬件设备软件化已成为各种电子设备的发展趋势。同样，软件的影响力也渗透到了现代测试仪器及其相关技术中。在现代测试仪器的发展中出现了以软件为核心的系统，将现代计算机技术和传统仪器技术相结合而构成的虚拟仪器系统［4］。

“软件就是仪器”，虚拟仪器系统通过软件编程，将各种不同的仪器模块灵活地组合在一起实现某种特定功能，构成以计算机为核心的模块化仪器系统。

与传统仪器相比，虚拟仪器在雷达系统测试中有以下优点：

1）强大的数据处理能力。融合现代计算机系统强大的硬件资源，突破传统仪器在数据处理、显示、存储等方面的限制，同时数字信号处理理论的丰富和完善，使虚拟仪器能够快速准确地处理数据。

2）利用了计算机丰富的软件资源，实现了部分仪器硬件的软件化，节省了物质资源，增加了系统灵活性，减少因传统仪器测试个体之间的差异带来的误差；通过软件技术和相应数值算法，实时、直接地对测试数据进行各种分析与处理：通过图形用户界面技术，真正做到界面友好、人机交互。

3）基于计算机总线和模块化仪器总线，仪器硬件实现了模块化、系列化，大大缩小系统尺寸，可以根据不同雷达子系统的技术特点，方便地构建相应的模块化仪器。基于计算机网络技术和接口技术，VI系统具有方便、灵活的互联，可方便地构建自动测试系统，实现测试、控制过程的网络化。在虚拟仪器领域广泛应用的VXI总线是一种高速计算机VME总线在VI领域的扩展，它具有稳定的电源、强有力的冷却能力和严格的RFI/EMI屏蔽，在军用设备测试上有其它仪器无法比拟的优势：一是便携性，VXI可以大大减小设备的体积和质量；二是测试速度高，VXI比GPIB的速度可提高40倍；三是测试系统的适应性、灵活性大为提高；四是价格适中；五是有利于充分发挥计算机的作用。这些特点使其成为当今国际上测量仪器总线的主体和未来测试领域的发展方向。

4）测试更方便。因为传统仪器功能单一，所以对一个信号完成多个参数的测试需要多台仪器，使测试受连接方式、电缆长度等因素的影响。虚拟仪器只需对信号进行一次采样，多个软件模块对同一组数据进行不同的处理就能实现多个参数的同时测试。

5）开发与维护的费用低，系统组建时间短。当需要增加新的测试功能时，只需要增加软件模块或通用的硬件模块，缩短了系统的更新时间，而且有利于系统的扩展。应用软件不像传统仪器的硬件那样存在元器件老化的问题，大大节省了维护的费用，延长设备的使用寿命。

可以说，集合了计算机技术、虚拟仪器技术、VXI等先进总线技术的虚拟仪器，代表了新一代雷达系统自动化测试平台的发展方向［11］。

3.3 网络测试技术

多雷达系统的网络化趋势，要求指挥中心不仅能在任意时间获取任何一部雷达系统的数据，也同样要求能对系统实现远程测试，从而保证作战设备的可靠工作。现代计算机技术为现代雷达自动化测试从测试理念上带来了变革，而网络技术则在这一基础上从体系结构展现了另一种发展方向。测试个体的部分模块或整体充当着网络中独立节点的角色，信息可跨越网络传输至所及的任何地域，实时、动态的远程在线测试成为现实，节约大量现场布线，扩大测控系统所及地域范围，极大地便利了整个雷达系统的扩充和维护。

现代网络技术的发展带来了雷达系统测试平台结构的变化，也更好地实现了测试个体间的资源共享。一个测试节点采集的数据可以发布到多个远程计算机节点，综合不同的测试服务器的处理器资源和专家知识系统，共同完成对系统测试分析，并将分析结果共享，通过各个浏览器反馈给指挥控制中心。数据、计算机、专家知识等测试资源通过网络整合在一起，构建一种新型的智能测试、测控系统。随着计算技术的发展，基于计算机的网络测试系统平台在新一代雷达系统中的应用也将更加广泛，同时网络测试带来的巨大效益，使得网络测试在其他测试自动化领域也将得到广泛应用。

3.4 智能传感器信息处理

由于军用雷达系统所处的工作环境较普通电子设备要恶劣很多，存在众多的随机性干扰因素。为使雷达系统实现无人值守的可靠测试和故障诊断，提高测试传感器系统的有效性，以人工神经网络为代表的智能传感器信息处理技术和多传感器信息融合技术必将得到日益广泛的应用。

多传感器融合实际是对人脑综合处理复杂问题的一种功能模拟。在多传感器测试雷达系统工作性能时，各种传感器提供的信息可能具有不同的特征：时变的或者非时变的，模糊的或者确定的，可靠的或者非可靠的，实时的或非实时的等等。多传感器信息融合仿照人脑综合处理信息的过程，将各个传感器在空间和时间上的分离观测信息依据某种优化准则组合起来，产生对被测雷达系统工作情况的一致性解释和描述。信息融合利用了多个传感器协同工作，克服了单传感器系统的不确定性和局限性，提高整个测试系统的有效性能，能全面准确地描述被测设备［12］。

4 结语

综上所述，在以电子技术和信息技术为主要推动力、数字化技术为核心的新军事革命的背景下，新一代雷达系统自动测试设备成为现代雷达系统安全运行、准确操作所必需的重要支撑技术，是使其处于良好战备状态的重要保证。为使我国雷达技术体系的建设既能适应未来高新技术武器装备系统发展的需求，满足打赢一场在高技术条件下的局部战争的新时期战略需要，又要能跟上国际测试技术领域的发展潮流，对国际先进测试技术进行科技跟踪和技术消化，从我国国情出发，按照“通用化、模块化、系列化、标准化”和“实用、可靠、先进、经济”的原则，走具有我军特色的建设之路，研制出我们自己的、新型的、先进的雷达测试系统。

［1］赵哲，许人灿，曾增平.峰度最大准则ISAR成像快速包络对齐方法［J］.雷达科学与技术，2007，12：460-461.

［2］王小谟，张光义.雷达与探测［M］.北京：国防工业出版社，2000：5-8.

［3］凌永顺，万晓援.武器装备的信息化［M］.北京：解放军出版社，2004：15-20.

［4］周德生，韩庆伟.加速发展维修测试新技术［J］.海军装备维修，2005，2：22-23.

［5］戴清民.论计算机网络战［J］.电子对抗技术，2000（1）：25-26.

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［7］童志鹏、刘星.综合电子信息系统——现代战争的擎天柱［M］.北京：国防工业出版社，1999：8-9.

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［9］MORS，Analyzing C4ISR for 2010 Mini-Symposium and Workshop，Oct.1998：12-13.

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［11］李华.MCS51单片机实用接口技术［M］.北京：北京航空航天大学出版社，1993：75-76.

［12］窦振中.单片机外围器件实用手册存储器分册［M］.北京：北京航空航天大学出版社，1998：13-14.

Characteristics and Development Trend of Modern Radar System

HU HuiLIU Shangfu
（Bengbu Naval Petty Office Academy，Bengbu233012）

With the continuous development and improvement of the new radar system，radar testing is particularly important. The new generation radar test system will be integrated，modular，intelligent，digital and networked.This paper analyzes the requirements for a new generation of radar test system of modern radar system，respectively，from the MC integration technology，virtual instrument technology，network testing technology and intelligent sensor information processing technology in four aspects of the new generation radar test system is discussed.

modern radar，radar test system，characteristic，developing trend

TN95

10.3969/j.issn.1672-9730.2017.07.003

2017年1月7日，

2017年2月26日

胡辉，男，讲师，研究方向：雷达。刘尚富，男，副教授，研究方向：雷达。