機載電子對抗裝備射頻通道性能檢測技術分析

余煒坤，嚴堰，唐張千

（西南電子設備研究所，四川成都，610036）

0 前言

隨著電子技術的飛速發展，機載電子對抗裝備結構日益復雜，功能日益優化，在機載電子對抗裝備運行過程中不可避免地會出現一些問題，如機載電子對抗裝備反饋信號出現問題等。此時，就需要對機載電子對抗裝備的射頻通道性能進行檢測，判定是否因射頻通道出現故障而導致反饋信號出現問題。但是傳統基于預設發射功率發送信號的射頻通道檢測存在較大局限性，檢測過程較為復雜，檢測成本較高。因此，結合機載電子對抗裝備的特殊性，分析裝備射頻通道性能的檢測技術非常必要。

1 機載電子對抗裝備與射頻通道概述

1.1 機載電子對抗裝備

機載電子對抗裝備是飛機（或直升機）上用于削弱、破壞敵對方電子裝備效能并保證己方電子裝備正常發揮效能的多種裝備的統一稱謂，包括電子干擾裝備、電子對抗偵查裝備兩種。前者主要用于干擾破壞敵對方信息交互、火控系統、雷達系統的正常作業；后者則用于搜索、截獲敵對方電子裝備的電磁輻射信號，為推進電子防御、電子干擾、輻射源摧毀提供信息支持。

1.2 射頻通道

射頻表示可在300kHz～300Ghz頻率范圍內輻射到空間的電磁頻率。射頻通道（RF Channel）包括接收通道、發射通道兩個主要部分，由射頻、射頻低噪聲放大器幾個部分組成。射頻通道將射頻晶體管、微機電系統、數字電路進行了有機集成，可以提供可變中心頻率的濾波、可變帶寬的放大以及自適應調整增益服務，實現前端性能最優。在機載電子對抗裝備運行過程中，射頻通道具有以下功能：不受強干擾信號影響，持續從事偵查工作；多種工作模式選擇，多通道接收信號，并根據外部控制信號類型進行通道偵查接收方式的變更；根據接收機帶寬，進行接收信號帶寬的自適應改變；根據大功率信號特點，自動偵查接收周邊微弱信號；接收信號時，自適應增加或減少通道中增益。

2 機載電子對抗裝備射頻通道的性能檢測技術

2.1 機內自檢測技術

機內自檢測技術是我國多數機載電子對抗裝備自帶技術，可以對射頻通道性能完成初步檢測。該技術主要是由機載電子對抗裝備內部自檢測電路，配合專業軟件，檢測射頻通道參數，判斷射頻通道是否存在故障，在確定射頻通道存在故障風險后進行故障隔離。常見的機內自檢技術包括集中式自檢、分布式自檢兩種形式，前者強調向中央處理機集中傳輸采集的多種射頻通道故障信息，可滿足處理數據量小、處理速度低的機載電子對抗裝備，但因樣本數據采集電路走線較長，極易存在中心處理相互干擾、虛假警報的情況；后者強調依托機載電子對抗裝備內主要分機自帶的自檢電路，在分機面板中顯示檢測結果，適用于結構復雜的機載電子對抗裝備。但因機內主要分機自檢電路無法覆蓋饋線、天線等射頻通道，檢測結果存在缺陷。

2.2 原位檢測技術

根據機載電子對抗裝備射頻通道的工作原理，為了實現原位檢測，需要綜合考慮信號接收、檢波、調制、射頻放大、發射幾個環節。以2600M頻段為例，不同頻段可以選擇不同的定向耦合器，配合雙工器共焊盤設計以及PI衰減調節，實現增益調整。同時利用共封裝的形式，進行放大器的匹配電感、匹配電容設計，促使檢驗波器件、射頻放大、數控衰減均覆蓋含2600M頻段在內的多個頻段，如900M、2100M等。其中在檢波通道增益設計時，需要依據典型增益/衰減進行數控衰減器、開關、放大器、定向耦合器調節，而PI衰減則需要依據輸入射頻信號、輸出射頻信號功率進行判定。具體增益分配如下：

表1 機載電子裝備射頻通道接收信號鏈路增益分配

在天線端口輸入最大信號25dBm時，檢波器信號功率可以達到-3.8dBm；在天線端輸入最小信號-56dBm時，檢波器信號功率為-65dBm，均可滿足檢波器功率檢測需求。同理，在檢測射頻通道輸出端口時，可以進行通道PI衰的調整，促使射頻通道增益變更，進而保證發射信號→檢波器端口功率可檢測。具體如表2所示：

表2 機載電子裝備射頻通道發射信號鏈路增益分配

如表2所示，在天線端口發射功率輸入最大信號25dBm時，可以將功率折算為定向耦合器輸出口，配合數控衰減器插入損耗25.6dBm，得到達到檢波器之前的功率9.6dBm。但因微帶走線、內置量化誤差、器件間匹配等誤差的存在，實際增益會低于設計值。

2.3 信號輻射檢測技術

信號輻射檢測技術是一種以機載電子對抗裝備射頻通道整體性能為對象的檢測技術，即以機載天線由外界接收信號為出發點，判定機載電子通道射頻通道“端到端”的性能。比如，在“端到端”整體檢測理念指導下，為了檢測機載電子對抗裝備通道的靈敏度，可以將射頻天線、饋線、射頻接收機視為一個“接收整體”，由射頻接收天線輸出端進行裝備射頻接收系統靈敏度的定義。進而經一測試天線向機載天線輻射測試信號，機載天線接收由測試天線輻射而來的信號后，經傳輸饋線傳輸到機載電子對抗裝備射頻前端接收機，在接收機內進行信號處理，持續縮減信號源輸出信號功率值，直至信號接收機無法接收到測試信號[1]。此時，進入射頻接收系統的功率就為射頻接收天線、到達射頻接收天線信號功率的和，而可接收整體測試信號功率最小值為信號源輸出功率、接收天線增益值、發射天線增益值的和（去除電纜線損耗功率、電磁波在空間傳播衰減功率后）。

信號輻射檢測技術雖然可以實現整體機載電子對抗裝備射頻通道性能“端到端”檢測，但對人為操作精確度具有極其嚴苛的要求。比如，在安裝飛機垂尾天線時，應在保證天線軸心線、水平方向重合的基礎上，控制天線與地面之間距離在3.0～7.0m之間，一旦天線軸心線校準不當或天線與地面距離控制不當，就會導致極大的射頻通道性能誤差。

2.4 手持終端測試技術

手持終端測試技術可對機載電子對抗裝備射頻通道的精度、靈敏度進行檢測，并模擬射頻通道運行模式，核查機載電子對抗裝備交聯是否正常。在手持終端測試技術應用時，需要操作者通過手持終端發送控制指令，信號耦合器可以耦合一部分機載電子對抗裝備上射頻終端發射的射頻脈沖信號，耦合后傳送給主機，完成信號處理的同時對射頻脈沖信號進行屏蔽、隔離、吸收，杜絕泄露問題。與此同時，由測試設備主機對信號耦合器傳送的射頻脈沖信號進行功率調整、限幅、快速檢波處理，進而進行延時處理以及載波調制、功率調整，實現回波信號模擬。在這個基礎上由發射天線將模擬回波信號向機上無線電高度表接收天線輻射。根據輻射信號，判定射頻通道性能。

用于機載電子對抗裝備射頻通道性能檢測的手持終端內置藍牙無線通信模塊與WiFi模塊，外置USB有線接口，且具有TFT觸摸屏，可以在飛機內完成對測試裝備的控制，隨時觀察機載電子對抗裝備射頻通道的性能。同時通過以板載天線的方式實現手持終端、數字處理單元信息交互，可以由無線收發IC完成本地總線協議轉換、無線信號協議轉換工作。

2.5 離位二線檢測技術

離位二線檢測技術主要依托ATE（自動檢測設備），可以在促使機載電子對抗裝備脫離飛機（或直升機）的前提下，單獨分析每一個組成分機性能指標，判定每一獨立分機實際狀況，精準劃定故障部分。但在離位二線檢測模式下，因檢測對象為每一個獨立分機，無法判定機載電子對抗裝備整體性能，再加上機載電子對抗裝備數量較多、電纜交聯復雜，需要多次拆卸安裝，不僅給地勤工作者造成了極大的負擔，而且增加了射頻電纜損傷風險，甚至因人為安裝失誤而埋下安全隱患。

2.6 天線耦合器檢測技術

天線耦合器檢測技術主要是利用由吸波材料、屏蔽外殼、內部測試天線組成的射頻天線耦合器，將其固定在機載電子對抗裝備射頻天線上，并將射頻電纜連接到天線耦合器測試接口。

因天線耦合器內部測試天線、機載電子對抗裝備的相對位置固定，可以規避遠場輻射檢測方法中地面測試位置不確定問題，獲得可重復性佳、一致性高的測試結果。同時通過射頻天線耦合器外殼屏蔽外界電磁波、內壁吸收反射信號功能的發揮，營造一個相對純凈的射頻通道性能測試環境，將射頻通道從虛假射頻信號、電磁環境中脫離，降低測試數據泄露風險。

2.7 遠場輻射檢測技術

遠場輻射測試法適用于對射頻通道性能要求不高的情況，可以通過在機翼、機腹、機背、垂直尾翼等多個位置布置大量機載天線，配合接收天線（后右、后左、前右、前左）、仰附上天線、仰附下天線，完成測試。

遠場輻射測試技術主要采用多天線滯回電壓比較電路進行射頻通道性能判決，因電路存在回差電壓，僅需保證基準電壓點電平周邊干擾電壓在回差電壓以內，就可以控制輸入信號電壓受擾時電路輸出狀態的跳變。但較強的滯回比較電路抗干擾能力也決定了較弱的靈敏度。

3 機載電子對抗裝備射頻通道性能檢測技術的優缺點對比

根據表3中總結的機載電子對抗裝備射頻通道檢測技術優劣，檢測人員可以恰當選擇，保證射頻通道性能的精準判定。

表3 機載電子對抗裝備射頻通道性能檢測技術的優缺點對比

4 總結

現代戰爭條件下，機載電子對抗裝備發揮著更大的優勢，也面臨著電磁信號混雜、威脅目標密集、雷達特征信號變化繁多等威脅，導致裝備射頻通道性能極易遭受干擾。因此，應從機載電子對抗裝備射頻通道入手，對其性能進行及時、全面、深入的檢測。根據檢測結果進行射頻通道維護方案的優化完善，提高射頻通道整體性能，減少對后端信號數字化處理的壓力，保證機載電子對抗裝備正常發揮功能。