單脈沖二次監視雷達天線波瓣測量方案研究
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0 引 言
二次雷達系統在民航空管 領域的重要性勿需置疑,但由于該系統的復雜程度,決定了對其設備各級單元及系統整體性能的測試,帶來了一定的難度。目前中國民航尚未建立起一套完整的、系 統性的雷達綜合測試系統,更不可能更多地去研究、優化系統測試方法。同時,目前民航有關部門正在建立空管設備系統測試評估平臺,并且有關部門還在籌備建設 雷達合資工廠,雷達天線性能測試系統作為其中的一個主要組成部分,如何更好地展開建設,是目前建設者需考慮的一個重要課題。由此,本文著重從二次雷達天線 測試方案進行研究。
1 單脈沖二次雷達(MSSR)工作原理
單脈沖二次雷達為三脈沖體制,它的詢問信號為脈幅調制(PAM)信號。詢問脈沖由三個脈沖組成,P1,P3脈沖為詢問信息脈沖,由定向天線發射;P2脈沖為旁瓣抑制脈沖,由全向天線發射。按照P1和P3脈沖的時間間隔可以分為六種詢問模式,見表1。
近代民航的航管二次雷達,一般只用A模式和C模式輪流詢問,這樣,在航管中心熒光屏上就能同時在目標旁顯示出飛機的代號和高度。這里稱這種雷達為A-C模式二次雷達,其時間關系如圖1所示。
2 單脈沖二次雷達測試方法及影響分析
目前對于二次雷達天線波瓣測量的方法主要有兩種:
(1) 遠場法,通常稱為外部測量法。把射頻接收測量設備放于雷達天線作用范圍內的某點,通過對二次雷達天線發射的電磁波進行檢測,從而得出二次雷達天線水平波瓣圖。
(2) 內部測量法,把測量設備接于雷達接收通道輸入端進行檢測。
外部測量法是日常對天線進行測試時常用的一種最直觀的方法,也是最有效的方法,但同時應用在二次雷達天線測量中也存在著不足,通過二次雷達原理可知,二次雷達系統工作時,只發射和(Σ)信號與控制信號(Ω),而差(Δ)信號只用于接收。因此該方法只能測量和(Σ)通道與控制(Ω)通道的波瓣圖, 不能測量差(Δ)通道的波瓣,而差信號在判別目標方位角起著至關重要的作用。再者,難以使兩發射通道波瓣圖實現較好的重疊。由于兩通道是不同時刻輻 射的電磁波,難以分辨各通道何時發射的電磁波,難以對兩通道不同時刻發射的電磁波進行分離,繼而增加了系統測量的難度和復雜性。
2.2 內部測量法分析
內部測量法原理如圖3所示。
內部測量法從測量原理可知,它只能測量二次雷達天線三個通道接收時的波瓣特性,而無法測量發射時的波瓣特性。若天線上的某一列饋存在駐波,在天線接收 時對波瓣的影響不會太大,但在發射時此列列饋對二次雷達天線波瓣的影響將變得較大,所以這種測量法并不能反映出二次雷達天線發射時真實的波瓣特性。
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