一種多探頭機載雷達罩測試系統

孫賜恩 文佳維

摘要：針對機載雷達罩電性能測試需求，設計了一種高精度、易操作的機載雷達罩測試系統;本文給出了傳輸效率測試、副瓣抑制測試、波束寬度及指向誤差測試等雷達罩電性能參數測試方案，并在多探頭球面近場環境中對雷達罩樣品的電性能參數進行了全方位的測試，并對所有測試項目的數據進行分析為機載雷達罩的測試提供參考依據。

關鍵詞： 機載雷達罩 ?測試系統 ?雷達電性能參數 ?球面近場測試

Abstract： According to the electrical performance test requirements of airborne radome， an airborne radome test system with high precision and easy operation is designed; In this paper， the test schemes of radome electrical performance parameters such as transmission efficiency test， sidelobe suppression test， beam width and pointing error test are given. The electrical properties of radome samples are tested in a spherical near-field environment with multiple probes， and the data of all test items are analyzed to provide reference for airborne radome testing.

Key Words： Airborne radome; Test system; Radar electrical performance parameters; Spherical near-field test

機載雷達天線罩是飛機的一種重要的結構部件，它即可使飛機保持良好的空氣動力性能，又是雷達波束的保護罩，因而要求雷達天線罩在不影響雷達的主要性能的情況下，在具備一定外形結構。但是，機載雷達罩由于長時間進行高空飛行，難免受到雨水侵蝕、靜電、機械沖擊等影響，對造成雷達罩造成損害，這些損害將影響雷達罩電性能，導致雷達探測能力的下降，從而使得飛行器的安全附加隱患[1-7]。

為了確保飛行器的安全及雷達罩的性能保證，必須定期開展對雷達罩的電性能測試。為了更高效地進行雷達罩電性能測試，設計了一套多探頭機載雷達罩測試系統，用于雷達罩電性能測試的全方位檢測，開發的球面近場相控陣雷達測試系統如圖1所示。

1系統設計

該測試方案的檢驗對象主要為機載雷達罩產品對雷達性能的影響。該機載雷達為機械雷達，在水平面及垂直面內進行掃描，需要在各個掃描點離散地去分析雷達罩對雷達輻射性能產生的影響。從該方向出發，首先應該配置相應的射頻收發系統、雷達罩安裝工裝、雷達機械掃描支架、探頭安裝支架及測試環境。

在該測試中，推薦適用具有全球采樣功能的球面近場進行測試。單次測試可以獲得H面及E面的方向圖并對所有測試項目的數據進行分析。測試效率高，測試項目覆蓋廣，被測物運動方式簡單，系統操作易用[4]。

系統鏈路采用網絡分析儀為主要載體，對被測物S參數進行分析，其中方向圖測試適用S21測試功能。鏈路中配置有放大單元和信號反饋裝置，可以很好地保證系統工作動態范圍和穩定性。

系統鏈路損耗（圖2）主要為3個部分，即空間傳輸損耗、同軸傳輸損耗、多探頭切換損耗，為保證系統良好的動態范圍，在鏈路中加入有PA和LNA。在6～18GHz頻段，系統空間損耗如圖3所示

依據儀器性能和鏈路中所加入的功放，系統中可以獲得的動態范圍如圖4所示。

2系統設計

2.1傳輸效率測試（TE）

2.2副瓣抑制測試（Side-lobe increase）

副瓣數據的計算是以數據采集方式為藍本，在獲取雷達方向圖在角域的數據后，分別與校準數據進行對比，常規的雷達方向圖如圖6所示。

2.3波束寬度及指向誤差測試（Beamwidth increase and Point erro）

當雷達輻射能量從雷達內部往外部傳播的過程中，因為雷達罩內的空氣密度和介電常數和雷達罩本身密度及介電常數不同，所以在雷達罩表面極易發生反射和折射，然而折射將會直接影響到雷達的波束寬度和指向精度。通過在雷達機械掃描角域各波位點的方向圖測試去分析加罩前后對方向圖波束寬度和指向造成的影響[5-7]，添加雷達罩能量傳播示意圖如圖7所示。

將變化的波寬值除以標準波寬即可獲得波寬變化的百分比。

3結語

本文研究了一種基于多探頭的機載雷達罩現場測試方法與技術實現手段，設計構建了一種通過多探頭實現多種雷達罩電性能的測試方案。該系統若能夠實現工程應用，可為節省人力物力成本，為機載雷達罩的維修保障提供新的思路和措施，提升機載雷達罩的維修保障能力。

參考文獻

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作者簡介：孫賜恩（1991—），男，本科，主要從事天線測量系統校準工作。

文佳維（1991—），女，本科，主要從事天線測量系統測試工作。

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