CN207689663U - 一种火控雷达检测*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种火控雷达检测***，包括测控计算机、测量仪器组、微波开关组以及雷达适配箱，所述微波开关组的不动端通过雷达适配箱与被测雷达设备相连；所述测量仪器组由高速数字化仪、矢量信号分析仪以及微波功率计组成，微波开关组的第一动端通过高速数字化仪与测控计算机相连，微波开关组的第二动端通过矢量信号分析仪与测控计算机相连，微波开关组的第三动端通过微波功率计与测控计算机相连，微波开关组的第四动端与测控计算机相连。本实用新型的测量仪器利用现行成熟的货架产品来集成即能满足雷达测试需求又将不必要功能裁剪后的简易频谱仪、微波功率计及示波器等仪器，即降低了***成本也降低了对检测人员技术的要求。

Description

一种火控雷达检测***

技术领域

本实用新型涉及一种火控雷达检测***。

背景技术

目前，部队针对XXXX和XXXX火控雷达只配备了雷达目标模拟器等定性测试的检测设备，对该雷达的维护工作仅停留在外场使用雷达的BIT功能和使用目标模拟器对雷达***进行功能性检查的层面上。虽然雷达的BIT功能先进且较为全面，但对雷达作用距离下降或跟踪不稳定等故障检查的支持程度还不够完善，因此，在没有原位定量检测设备的情况下，无法满足上述两型雷达的内、外场性能检查、排故测试及更全面的故障定位的需要，且雷达目标模拟器成本较高，对检测人员的技术也有较高要求。

再者，现有技术中的XXXX和XXXX火控雷达只采用雷达目标模拟器来模拟各种雷达信号，产生各类信号的调制波形，控制输出信号功率以及控制微波频率等，但雷达目标模拟器对真实环境模拟的偏差较大，成像与真实雷达成像也有较大差别。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种火控雷达检测***。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种火控雷达检测***，包括测控计算机、测量仪器组、微波开关组以及雷达适配箱，所述微波开关组的不动端通过雷达适配箱与被测雷达设备相连。

所述测量仪器组由高速数字化仪、矢量信号分析仪以及微波功率计组成，微波开关组的第一动端通过高速数字化仪与测控计算机相连，微波开关组的第二动端通过矢量信号分析仪与测控计算机相连，微波开关组的第三动端通过微波功率计与测控计算机相连，微波开关组的第四动端与测控计算机相连。

所述高速数字化仪、矢量信号分析仪以及微波开关组的第四动端通过PXI总线与所述测控计算机相连；所述微波功率计通过USB总线与测控计算机相连。

所述雷达适配箱包括箱体以及设置于箱体内部的机芯电路，所述机芯电路包括同轴检波器、同轴衰减器组以及带吸收负载的十字波导定向耦合器，所述同轴检波器连接于被测雷达的功率耦合检测端；

所述带吸收负载的十字波导定向耦合器包括定向耦合器以及与定向耦合器阻抗匹配的吸收负载，所述定向耦合器由第一矩形波导和第二矩形波导垂直嵌合而成，所述第一矩形波导为直通通路传输线波导，第二矩形波导为耦合通路传输线波导，定向耦合器的输入端通过波导与被测雷达的功率输出波导接口相连，定向耦合器的直通端通过传输波导与吸收负载相连，定向耦合器的耦合输出端与所述同轴衰减器组的同轴接口相连，所述同轴衰减器组的信号输出端与箱体上的指令功率引接口相连。

所述微波开关组的不动端与雷达适配箱箱体上的指令功率引接口相连。

所述的一种火控雷达检测***还包括零槽控制器，所述零槽控制器设于所述测控计算机的零号槽内，所述高速数字化仪、矢量信号分析仪和微波开关组的第四动端通过PXI总线与所述零槽控制器相连。

所述的测控计算机通过RS-232总线与被测雷达设备相连。

所述的一种火控雷达检测***还包括稳压电源，所述稳压电源的电流输出端与各测量仪器、微波开关组的供电输入端相连。

本实用新型的有益效果是：

1）测控计算机与测量仪器组协同工作对被测雷达信号进行收集并处理，利用现行成熟的货架产品来集成即能满足雷达测试需求又将不必要功能裁剪后的简易频谱仪、射频功率计及示波器等仪器，即降低了***成本也降低了对检测人员技术的要求。

2）微波开关组用于将检测设备的输出端分配到各测试仪模块上，从而减少测量仪器对于被测雷达的输入输出接口数量，减轻操作人员频繁更改测试连接的负担和防止接错。

3）采用PXI总线与测量仪器组相连实现了只配备了雷达目标模拟器等定性测试的检测设备的两种雷达的内、外场性能检查的自动测试，操作更加方便；整个测试流程自动控制，测试数据可进行保存、查询、打印等功能，数据可追溯，效率更高。

4）在测试时，雷达适配箱根据被测参量的数值及各模块化测量仪器的最大允许输入值，完成了各种射频信号的衰减、转换及匹配处理工作，同时也简化了测试电缆的连接线路。

5）带吸收负载的十字波导定向耦合器在雷达发射机输出端功率的测试中使用，用于对雷达发射机输出功率进行衰减，而对输入到雷达接收机的信号不进行衰减，吸收负载在测试过程中代替天线作为雷达发射机的负载，并能吸收雷达的发射功率防止对外辐射，吸收负载相较于天线而言，体积小结构紧凑，有助于实现适配箱的小型化，同时避免阻抗失配引起的反射功率增大，十字波导定向耦合器具有结构紧凑、方向性好、频带宽、过渡衰减几乎恒定等优点，能够满足在微波***的设计中所需要的低过渡衰减且结构紧凑的波导定向耦合器的需求。

附图说明

图1为本实用新型原理框图；

图2为雷达适配箱原理框图；

图3为带吸收负载的十字波导定向耦合器结构图；

图中，1-吸收负载，2-第一矩形波导，2.1-输入端，2.2-直通端，3-第二矩形波导，4-传输波导，5-金属法兰，6-指示标志，7-耦合输出端。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：如图1所示，一种火控雷达检测***，包括测控计算机、测量仪器组、微波开关组以及雷达适配箱。

所述微波开关组的不动端通过雷达适配箱与被测雷达设备相连，微波开关组用于将检测设备的输出端分配到各测试仪模块上，从而减少测量仪器对于被测雷达的输入输出接口数量，减轻操作人员频繁更改测试连接的负担和防止接错。

所述测量仪器组由高速数字化仪、矢量信号分析仪以及微波功率计组成， 微波开关组的第一动端通过高速数字化仪与测控计算机相连，高速数字化仪通过PXI总线与所述测控计算机相连。

所述测量仪器组为集成示波器和万用表的功能，选用了四通道5GS/s的高速PXI数字化仪，安装于机箱的外设插槽上，用于测量雷达的发射脉冲参数、弹机同步等信号。

所述微波开关组的第二动端通过矢量信号分析仪与测控计算机相连，矢量信号分析仪通过PXI总线与所述测控计算机相连，所述矢量信号分析仪是常用的进行雷达和无线通讯信号分析的仪器,矢量信号分析过程要求输入信号是一个被数字化的模拟信号，然后使用 DSP 技术处理并提供数据输出，FFT 算法计算出频域结果，解调算法计算出调制和码域结果。

所述微波开关组的第三动端通过微波功率计与测控计算机相连，微波功率计通过USB总线与测控计算机相连，所述微波功率计为检测设备利用NI公司的10MHz～18GHz, USB接口的微波功率计，它完成了雷达发射单元和指令发射单元的发射功率测量。

所述微波开关组的第四动端与测控计算机相连，具体的，微波开关组的第四动端通过PXI总线与所述测控计算机相连，测控计算机直接与微波开关组进行信息传输工作。

如图2和图3所示，所述雷达适配箱包括箱体以及设置于箱体内部的机芯电路，所述机芯电路包括同轴检波器、同轴衰减器组以及带吸收负载的十字波导定向耦合器。

所述同轴检波器连接于被测雷达的功率耦合检测端，同轴检波器用于在雷达发射脉冲包络测试中使用，主要由检波管、滤波器组成，同轴检波器连接在雷达的功率耦合检测端，用于解调出雷达发射信号的脉冲包络和滤除X波段的载波信号，以便示波器测试。

所述带吸收负载的十字波导定向耦合器包括定向耦合器以及与定向耦合器阻抗匹配的吸收负载1，所述定向耦合器和吸收负载1在雷达发射机输出端功率的测试中使用，用于对雷达发射机输出功率进行衰减，而对输入到雷达接收机的信号不进行衰减。

所述阻抗匹配是指在能量传输时，要求吸收负载1的阻抗要和定向耦合器中的特征阻抗相等，此时的传输不会产生反射，这表明所有能量都被吸收负载1吸收了，反之则在传输中有能量损失。

所述定向耦合器是把两根传输线放置在足够近的位置使得一条线上的功率可以耦合到另一条线上的微波/毫米波部件，可用于信号的隔离、分离和混合，定向耦合器是一种具有方向性的功率耦合元件，十字波导定向耦合器由第一矩形波导2和第二矩形波导3垂直嵌合而成，公共壁为宽壁，耦合装置是十字形缝隙，所述第一矩形波导2为直通通路传输线波导，第二矩形波导3为耦合通路传输线波导，十字型波导定向耦合器具有结构紧凑、方向性好、频带宽、过渡衰减几乎恒定等优点，能够满足在微波***的设计中所需要的低过渡衰减且结构紧凑的波导定向耦合器的需求。

将直通通路传输线的一部分或全部的功率耦合到耦合通路传输线中，并且要求功率在耦合通路传输线中只传向耦合输出端7，另一端口则无功率输出。

所述第一矩形波导2和第二矩形波导3均是采用金属管传输电磁波的重要导波装置，其管壁通常为铜、铝或者其他金属材料，其特点是结构简单、机械强度大，波导内没有内导体，损耗低、功率容量大，电磁能量在波导管内部空间被引导传播，可以防止对外的电磁波泄露。

所述定向耦合器的输入端2.1通过波导与被测雷达的功率输出波导接口相连，定向耦合器的直通端2.2通过传输波导4与吸收负载1相连，定向耦合器的耦合输出端7与所述同轴衰减器组的同轴接口相连，所述同轴衰减器组的信号输出端与箱体上的指令功率引接口相连。

所述的定向耦合器为50dB定向耦合器，定向耦合器在设计时主要关注于全频段内的耦合线性度，使定向耦合器在X频段内耦合度为一固定或偏差很小的值，以便在功率换算时引入准确的系数，设计耦合度为50dB是为了将雷达的输出功率衰减1000倍，能够满足后级同轴衰减器的功率承受范围。

所述吸收负载1为50Ω吸收负载，用于在测试过程中代替天线作为雷达发射机的负载，并吸收雷达的发射功率防止对外辐射，吸收负载1相较于天线而言，体积小结构紧凑，有助于实现适配箱的小型化，吸收负载1在设计时主要关注其承受功率和等效阻抗，雷达发射机输出的平均功率可达500W，因此设计吸收负载1的最大功率为1000W，为避免阻抗失配引起的反射功率增大，将所述50Ω吸收负载1的等效阻抗设计为50±2Ω。

所述的直通端2.2通过金属法兰5与传输波导4相连，所述金属法兰5是按设计固定在波导终端上的法兰，并可安装上为了与配对法兰对准和夹紧用的配件，以保证波导之间信号的完整传输。

优选的，所述第一矩形波导2上表面设有指示标志6，所述指示标志6上标有信号方向以及实测的耦合度，信号方向是定向耦合器在一个发射***中辨别入射波和反射波的能力的一个度量标准或品质因素，信号方向对于功率、电压驻波比和回波损耗的测量精度有着直接的影响。

所述定向耦合器的信号方向取决于耦合电路中的电场分量和磁场分量，而磁场分量将导致磁极化率的取值，进而影响耦合度的算值，且如果直通通路传输线中波的传播方向变为与原来的方向相反，则耦合通路传输线中功率的耦合输出端7与无功率输出的端口也会随之改变。故只有知道了所用定向耦合器的信号方向以及耦合度指标才能设置正确的预期值，避免了因检测时信号方向以及耦合度错误导致的工程设计错误。

所述同轴衰减器组由10dB同轴衰减器、20dB同轴衰减器、30dB同轴衰减器单个或多个串接而成，能将被测的雷达信号衰减到仪器可接受的功率范围，由于同轴衰减器串接在测试环路中，其误差过大将直接导致信号测量超差，因此，30dB同轴衰减器、20dB同轴衰减器和10dB同轴衰减器均采用精密的定制器件用以减小测试环路中的误差。

所述的一种火控雷达检测***还包括零槽控制器，所述零槽控制器设于所述测控计算机的零号槽内，所述高速数字化仪、矢量信号分析仪和微波开关组的第四动端通过PXI总线与所述零槽控制器相连，零槽控制器主要用于有序管理从各测量仪器传输来的数据。

所述的测控计算机通过RS-232总线与被测雷达设备相连，整个***可通过测控计算机直接对被测雷达设备进行数据采集并分析的工作。

所述的一种火控雷达检测***还包括稳压电源，所述稳压电源的电流输出端与各测量仪器、微波开关组的供电输入端相连。

所述测量仪器组和微波开关组采用AC220V市电供电，考虑到测量仪器组和微波开关组需要适应外场不稳定的现状，在***中集成了带UPS功能的交流稳压电源为测量仪器组供电，选用成熟的货架产品，安装于容箱下部。

交流稳压电源以AC-DC-AC的方式工作，主要功能是在外部掉电时由用蓄电池继续提供备用的交流电源。由于PXES-2630机箱对电源电压的要求不高（100-240V ，40-60Hz），因此设计时主要关注其输出功率和电池容量。

根据测量仪器组和微波开关组的最大功耗(4A @ 230V或8A @ 115V),选用了功率容量为1500VA的UPS逆变电源，这样既满足测量仪器组和微波开关组对电源的最大需求，又留有一定的余量，同时也尽量减轻***重量。

所述蓄电池的主要作用是在外部掉电时继续为逆变电源提供输入。主要体现在两方面：一是为测量仪器组和微波开关组提供保存数据和正常关机的时间，以防止数据丢失或***损坏；二是让被测雷达恢复到安全状态。基于以上两种功能可以看出UPS提供的备用电源不需要很长的时间，因此,选用三枚12V 12Ah的铅酸蓄电池串联，这样，即可以提供不低于10分钟（在测量仪器组和微波开关组的最大功耗下）的续航时间，也能尽量减轻***重量。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种火控雷达检测***，其特征在于：包括测控计算机、测量仪器组、微波开关组以及雷达适配箱，所述微波开关组的不动端通过雷达适配箱与被测雷达设备相连；

所述测量仪器组由高速数字化仪、矢量信号分析仪以及微波功率计组成，微波开关组的第一动端通过高速数字化仪与测控计算机相连，微波开关组的第二动端通过矢量信号分析仪与测控计算机相连，微波开关组的第三动端通过微波功率计与测控计算机相连，微波开关组的第四动端与测控计算机相连。

2.根据权利要求1所述的一种火控雷达检测***，其特征在于：所述高速数字化仪、矢量信号分析仪以及微波开关组的第四动端通过PXI总线与所述测控计算机相连；所述微波功率计通过USB总线与测控计算机相连。

3.根据权利要求1所述的一种火控雷达检测***，其特征在于：所述雷达适配箱包括箱体以及设置于箱体内部的机芯电路，所述机芯电路包括同轴检波器、同轴衰减器组以及带吸收负载的十字波导定向耦合器，所述同轴检波器连接于被测雷达的功率耦合检测端；

所述带吸收负载的十字波导定向耦合器包括定向耦合器以及与定向耦合器阻抗匹配的吸收负载（1），所述定向耦合器由第一矩形波导（2）和第二矩形波导（3）垂直嵌合而成，所述第一矩形波导（2）为直通通路传输线波导，第二矩形波导（3）为耦合通路传输线波导，定向耦合器的输入端（2.1）通过波导与被测雷达的功率输出波导接口相连，定向耦合器的直通端（2.2）通过传输波导（4）与吸收负载（1）相连，定向耦合器的耦合输出端（7）与所述同轴衰减器组的同轴接口相连，所述同轴衰减器组的信号输出端与箱体上的指令功率引接口相连。

4.根据权利要求3所述的一种火控雷达检测***，其特征在于：所述微波开关组的不动端与雷达适配箱箱体上的指令功率引接口相连。

5.根据权利要求1所述的一种火控雷达检测***，其特征在于：还包括零槽控制器，所述零槽控制器设于所述测控计算机的零号槽内，所述高速数字化仪、矢量信号分析仪和微波开关组的第四动端通过PXI总线与所述零槽控制器相连。

6.根据权利要求1所述的一种火控雷达检测***，其特征在于：所述的测控计算机通过RS-232总线与被测雷达设备相连。

7.根据权利要求1所述的一种火控雷达检测***，其特征在于：还包括稳压电源，所述稳压电源的电流输出端与各测量仪器、微波开关组的供电输入端相连。