雷達維修士官專業“雷達原理”實驗課程建設研究

李延輝　張東霞　簡濤

摘 要：從滿足雷達維修專業士官崗位需求出發，在分析現有“雷達原理”課程實驗教學體系存在的問題基礎上，提出了實驗體系建設思路，設計了針對性的實驗模式，最后給出了建設方案。

關鍵詞：士官 雷達原理 實驗課程 實驗模式 建設方案

“雷達原理”課程是我校警戒引導雷達維修、航空管制雷達維修專業大專士官專業基礎必修課程。該課程涉及的內容多、知識面廣、難度較大。如何針對士官學員特點，采取合適的教學模式、教學方法進行相應的教學實踐，一直是我們探素的目標。本文著重從 “雷達原理”課程出發，探討實驗課程體系的雪達技術課程現有實驗教學體系存在的問題。^[1]

一、雷達原理課程現有實驗教學體系存在問題

1.實驗內容與崗位需求不貼近

根據新修訂的教學大綱人才培養方案規定，對雷達維修專業官應當著力培養雷達維修維護等實踐技能，專業理論夠用就行。但是在以往的際教學過程中，理論課程教學時間所占比重過大，而且實驗教學出發點也主要是對理論課程教學的補充，離部隊實際崗位需求的內容還存在一定的差距。學員學習過程中，往往感到學非所用，導致學習興趣不大，學習效果不好。^[2]

2.實驗內容與部隊裝備不貼近

我校學習“雷達原理”課程的士官學員畢業后主要從事雷達的維修與保障。從部隊現有雷達裝備來看，其中全相參雷達、全固態雷達相控陣雷達等新體制雷達已經得到了廣泛應用;一些新技術、新器件如DDS技術、脈沖壓縮技術、T/R組件、數字接收機等已經運用到了多種雷達型號當中。相比而言，有相關實驗內容中很多未跟上這種轉變，與部隊裝備的實際有一定差距。

3.實驗模式相對單一

現有的課程實驗模式以驗證性實驗為主，學員只是根據實驗內容按照規定的線路連接與實驗方法、實驗步驟進行相關的實驗。根據多年的教學實踐來看，這種模式往往讓學員感到是機械地重復實驗，在實驗中并未很好地與相關雷達原理理論課程結合，難以建立起感性認識，難以從實踐環節加深理解與掌握相關雷達原理理論課程的基本概念。

二、雷達原理課程實驗體系建設思路

雷達原理課程實驗的基本要求是：士官學員通過實驗對雷達各個分系統（包括天饋線系統、收發系統、信號處理與終端系統等）的基本原理有進一步的認識;掌握各分系統的基本組成、工作過程、信號流程、工作特點;掌握對應參數的測量方法。為此，我們按照貼近部隊、貼近崗位、貼近裝備的思路，本著突出基礎性、實踐性、針對性、先進性的原則進行建設。

三、實驗模式設計

1.演示性實驗

演示性實驗可以幫助學生建立雷達各分系統的整體和直觀認識，它包括雷達各分系統整機工作狀態、信號流程的演示實驗以及各部件的分解、安裝演示實驗。

2.驗證性實驗

驗證性實驗可以幫助學生理解雷達各分系統工作原理、掌握主要的參數測量方法。

3.交互性實驗

交互性實驗以雷達產生的信號源頭為起點。首先是信號的產生，其次是對信號的功率進行放大，經過雷達的饋線天線輻射到空中，遇到目標反射回來再進入到雷達的接收機，之后進行信號處理以及數據處理，最后再進行終端顯示。在整個雷達工作的全過程、各階段均可以進行交互、干預與測試對比分析。

四、實驗建設方案

實驗體系包括天饋線實驗、發射實驗、接收實驗、收發組件實驗信號處理與終端實驗、伺服與電源等系列實驗。具體方案及要求如下。^[3]

1.天饋線實驗

（1）線天線與拋物面天線實驗：熟悉雷達天線結構組成、線天線與面天線的工作原理;進一步理解天線增益、方向圖等的概念;掌握天線增益、水平方向圖、垂直方向圖、饋源偏焦方向圖的測量方法;掌握測量儀表（功率計、選頻放大器）約正確使用方法。

（2）相控陣天線實驗：熟悉相控陣天線結構組成、工作過程、工作原理、工作特點;進一步理解相控陣天線波束掃描、增益、方向圖等的概念;掌握相陣天線的增益、方向圖的測量方法;掌握測量儀表（功率計、示波器）的正確使用方法。

（3）波導實驗：熟悉雷達幾種典型波導結構組成、特點、應用場合與工作性能;進一步理解波導內電磁波沿波導壁電場與磁場的分布規律;掌握雷達波導波長、阻抗和不同負載情況下駐波比、阻抗、功率以及沿線場強分布情況的測量方法;掌握測量儀表（頻率計、電流表、功率計）的正確使用方法。

（4）傳輸線（同軸線）測量實驗：熟悉雷達傳輸線（同軸線）結構組成、特點、應用場合與工作性能;掌握雷達傳輸線波長、頻率、阻抗和不同負載情況下駐波比、沿線電壓分布情況的測量方法;掌握測量儀表（頻率計、電流表、功率計）的正確使用方法。

2.發射實驗

（1）時域參數測量實驗：熟悉雷達發射機結構組成、工作原理、信號流程、操作使用方法;熟悉雷達發射機射頻脈沖信號類型;掌握信號時域主要技術參數（脈寬、重復周期、占空比、信號包絡）測量方法;掌握測量儀表（示波器）的正確使用方法。

（2）頻域參數測量實驗：熟悉實驗用脈沖雷達發射機組成、工作原理、操作方法;熟悉脈沖雷達發射機主要頻域參數（工作頻率及其頻率穩定度、工作頻率范圍、發射機射頻脈沖調制信號帶寬）測量方法;掌握測量儀表（示波器、頻譜儀）的正確使用方法。

（3）功率參數測量實驗：熟悉發射機功放模塊組成、工作原理、技術特點熟悉發射機功放模塊主要技術參數（增益、各功放支路增益、幅相特性）的測量方法;掌握測量儀表（示波器、頻譜儀）的正確使用方法。

3.接收實驗

（1）增益、帶寬、頻響曲線測量實驗：掌握雷達接收機結構組成、工作原理操作使用方法、信號流程;掌握點頻法和掃頻法測量接收機增益、帶寬及頻響曲線的方法;掌握信號源和頻率特性測試儀的使用方法。

（2）噪聲系數與靈敏度測量實驗：掌握雷達接收機結構組成、工作原理、操作使用方法、信號流程;加深對接收機噪聲系數、靈敏度概念的理解;掌握噪聲系數、靈敏度的測量方法;掌握信號源和噪聲系數測量儀的使用方法。

（3）相位檢波器實驗：加深對模擬、數字接收機結構組成、工作原理、信號流程的掌握;加深對正交相參檢波器工作原理的理解;掌握正交相參檢波器I視頻或Q視頻輸出波形以及接收機正常視頻輸出波形觀測;掌握信號源和示波器的使用方法。

4.收發組件實驗

（1）發射組件測量實驗

掌握雷達T/R組件結構組成、工作原理、信號流程、工作特點;熟悉收發組件發射脈沖波形信號類型;掌握信號時域參數（脈寬、重復周期、占空比、信號包絡波形）、頻域參數（工作頻率、信號帶寬、頻譜）與功率參數（脈沖功率平均功率）的測量方法;了解發射支路增益、幅相一致性的測量方法;掌握示波器、頻譜分析儀操作使用方法。

（2）接收組件測量實驗

掌握雷達T/R組件結構組成、工作原理、信號流程、工作特點;掌握接收支路噪聲系數、增益等參數的測量方法;了解接收通道幅相一致性等參數的測量方法;掌握示波器、頻譜分析儀基本操作方法。

5.信號處理與終端實驗

（1）雷達信號形式與脈沖壓縮實驗：熟悉雷達信號處理系統結構組成信號流程、工作特點;掌握相關參數設置、波形測試、波形分析、處理結果分析的方法;熟悉單一載頻矩形脈沖信號波形、線性調頻脈沖信號波形及頻譜特性脈沖壓縮的過程;了解分析理想脈壓結果和加權脈壓結果的方法。

（2）動目標顯示/檢測實驗：熟悉雷達信號處理系統結構組成、信號流程、工作特點;掌握影響動目標顯示和動目標檢測結果的相關參數的設置;理解兩脈沖和三脈沖動目標顯示及動目標檢測的方法;理解變T方法解決動目標顯示中盲速的方法。

（3）恒虛警處理實驗：熟悉雷達信號處理系統結構組成、信號流程、工作特點;掌握影響恒虛警處理效果的相關參數的設置;理解恒虛警處理的方法;深入理解發現概率、虛警概率等概念。

（4）雷達數據處理方法實驗：熟悉雷達數據處理系統結構組成、處理流程、工作特點;掌握影響雷達數據處理效果的目標信號及雷達參數的設置;了解根據實驗結果修正航跡處理算法的方法。

結語

“雷達原理”系列實驗可以使士官學員較快地建立起雷達各分系統的感性認識，加深對課堂理論教學內容的理解與掌握。學員在掌握相關儀器儀表使用方法約基礎上，學會測量雷達的主要技術參數，為貼近實際裝備，形成裝備的維修能力打好理論與實踐基礎。

參考文獻

[1]郭勇，劉國強，劉高攀.以本科評價為契機加強實驗室建設與管理[C]王衛國.第五次軍隊院校實驗室建設與發展學術研討會論文集.北京：國防工業出版社，2007：48-49.

[2]王琴，黃金權.適應任職教育需求的天線實驗課程改革的探討[C]王衛國.第八次軍隊院校實驗室建設與發展學術研討會論文集.北京：國防工業出版社，2010.150-152.

[3]李曉峰.面向任職需求的士官機電課程實驗體系建設[J].空軍雷達學院學報，2012（2）：153-155.

作者簡介

李延輝（1972—），男，碩士，副教授，研究方向為雷達系統、雷達新技術、雷達裝備及電子防御。