直升机图像传输设备实物比测试验方法研究

钱国栋

（海装驻南京地区第三军事代表室，江苏 南京 210039）

0 引言

自2014年起，为了鼓励更多有能力的企业参与到配套产品的研制工作中，提升国产装备的质量，装备管理部门逐步地组织开展实物样机竞争择优比测试验。随着直升机在现代战争中承担越来越多如空中支援、运输和搜索等非战斗任务，直升机上也配备越来越多的子系统[1]。

实物竞争比测试验竞争具有诸多优点，可大量排除研制阶段的不可控因素，且相较其他考核方案在成本上投入更低。因此，经过多年的发展，装备采购单位越来越多地采用实物比测试验的结果作为决策的依据[2]。

本文着重介绍直升机图像传输设备在实物竞争择优比测试验中关键和重要的试验项目。

1 图像传输设备比测试验项目概述

为了在地面条件下全面考核直升机图像传输设备的功能和性能，本试验利用图传测试系统、机载视频源模拟器、远场试验系统、频谱仪、信号源、示波器、宽带峰值微波功率分析仪和峰值/平均功率探头等多种试验设备和测试仪器，进行功能测试、动态组网测试、数据传输频率测试、中频测试、频率范围测试、等效全向辐射功率（EIRP）测试、旁瓣抑制测试和系统品质因数（G/T值）测试等测试。其中，EIRP测试、旁瓣抑制测试和系统品质因数（G/T值）测试是性能测试中最为关键和重要的项目，本文将进行重点介绍。

2 图像传输设备比测试验方法

根据公开透明、公平公正和科学合理的原则，承试单位在相关单位和机构的监督下执行试验任务，编制比测试验大纲、实施细则等，负责试验现场实施、试验过程中试验条件保证和试验数据记录，分析试验现场出现的异常情况进行处理。

2.1 等效全向辐射功率测试

EIRP测试方法主要分为远场法、近场法和紧缩场法，每种测试方法都有各自的优缺点。

以远场法测试为例，在远场测试中，主要的难点在于测试环境搭建，在测试不同的方向角和俯仰角时，对于转台和工装角度要求较高。按照图1所示来搭建测试环境，标定标准增益喇叭与频谱仪之间的射频电缆损耗和低噪声放大器的增益，读取标准增益喇叭天线上的增益数据；使收发天线极化匹配，调整波控系统和测试转台使波束指向标准喇叭；调整信号源的输出电平和功放驱动的衰减，使发射阵列输出功率接近P-1功率点（满功率发射）；频谱仪读出接收到的射频信号最大功率Pr值；根据公式，计算对应的EIRP值。改变频率、控制波控系统的工作和波束指向等，可分别得到不同的EIRP值。

图1 EIRP测试连接框图

其中，标准天线（增益为Gt0）安装为水平极化方式，频谱仪通过辅助天线收到工作频点的信号源输出信号功率P0H；标准天线（增益为Gt0）安装为垂直极化方式，频谱仪通过辅助天线收到工作频点的信号源输出信号功率P0H。

2.2 旁瓣抑制测试

雷达的最大辐射波束为主瓣，主瓣旁边的波束为旁瓣。一般通过扫方向图的方法，进行旁瓣抑制测试，以测得旁瓣抑制结果是否符合设计要求。按照图2所示来搭建测试环境，通过图传测试系统控制图传天线为输出，频率为工作频率。在被测天线和辅助天线对准的情况下，通过图传天线测试系统控制被测天线的指向，控制暗室天线测试系统转台，使频谱仪收到的信号为最大。暗室天线测试系统完成对应俯仰角的远场方向图测试，步长为0.1°，范围为±90°，根据方向图读出旁瓣抑制并记录。在实际的测试操作中，需要调整被测天线角度，进行不同方向角和俯仰角的方向图扫描，同时还需尽可能地将波束的切面尽可能地调整到同一水平面上，对于转台速率，信号发射时机的把握有较高的要求。

图2 旁瓣抑制测试连接框图

2.3 G/T值测试

系统品质因数（G/T值）为地面站天线接收增益与系统噪声温度之比，是衡量地面站灵敏度的指标。目前的测试方法分为间接法、比较法和直接法，其中直接法中又分为载噪比法和射电天文法。载噪比法中又有卫星载噪比法和室外远场载噪比法。

以室外远场载噪比法为例，通过测量接收天线的归一化载噪比，计算出G/T值。按照图3所示来搭建测试环境，增益为Gt0的标准天线作为接收天线，电缆损耗为L1；水平极化频谱仪通过标准天线收到的信号功率P0H为最大值；垂直极化谱仪通过标准天线收到的信号功率P0V为最大值。将标准天线换成被测天线，时钟参考信号源设置为相应的时钟参考频率，输出功率为图传天线的正常工作电平。通过图传测试系统控制图传天线为接收，频率为工作频率，控制天线波束调整指向。频谱仪接收到的载波加噪声功率为PC+N0，频谱仪噪声功率密度为PN0，通过公式可以计算出波束指向法向时的G/T值。

图3 G/T值测试连接框图

3 结束语

在比测试验过程中，需围绕比测试验大纲进行实施细则编制，沟通协调装备采购单位、承试单位和竞争单位的角色定位，防止过度竞争等风险发生，形成良性竞争的有利局面。在试验结束后，直接测得的数据不是所需的数据，需要进行大量的数据处理。由于在数据处理过程中，需要进行大量计算，无法确保在试验现场立即得到，因此在试验准备阶段将计算过程通过编程等手段实现自动化就显得尤为重要。