測(cè)量走離期間的雷達(dá)PRI的參數(shù)差

許多技術(shù)可以被航空器用來避免雷達(dá)的探測(cè)。軍用航空器常用的一個(gè)雷達(dá)欺騙方法是使用漸進(jìn)式多普勒移位將接 收到的雷達(dá)脈沖再傳輸。多普勒移位可以模仿與實(shí)際情況所不同的速度和/或方位的速率效果。 ? ? ? ? ?

脈沖重復(fù)間隔（PRI）是指相鄰脈沖之間在時(shí)間上的距離。通過以統(tǒng)一的時(shí)間增量參差 PRI，電子對(duì)抗技術(shù)（ECM） 使得飛行器可以通過返回雷達(dá)識(shí)別標(biāo)志指示錯(cuò)誤的飛行器速度和方向，從而潛在的避免被搜索雷達(dá)所跟蹤。因地基雷達(dá) 持續(xù)的追蹤錯(cuò)誤的目標(biāo)范圍信息，使其逐漸離開真實(shí)的目標(biāo)，正躲避的飛行器因其速度被追蹤失敗從而會(huì)從雷達(dá)上消失。

? ? ? ? 由于頻譜分析儀具有較高帶寬和示波器具有較低帶寬的傳統(tǒng)歷史，所以 X，K，V，以及 W頻帶的雷達(dá)信號(hào)的超高頻成 分通常需要使用頻譜分析儀和頻域設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。頻譜分析儀可以確定信號(hào)的頻率成分，但其所面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)是此類 頻域儀器無法精確的描述時(shí)間信息。然而，隨著最近幾年超高帶寬示波器的發(fā)明（實(shí)時(shí)示波器的模擬帶寬如今已經(jīng)能夠 達(dá)到 100 GHz），W波段雷達(dá)信號(hào)的全部頻譜成分都能夠被捕獲。使用時(shí)域設(shè)備捕獲雷達(dá)信號(hào)，能夠?qū)崿F(xiàn)精確的電子 對(duì)抗（ECM）飛行線測(cè)試，包括區(qū)間 PRI，PRI 時(shí)間波動(dòng)變化，脈沖占空比，以及其它調(diào)制脈沖的參數(shù)測(cè)量和參數(shù)追蹤， 每一種測(cè)量的具體描述如下。 ? ? ? ? ?

圖 1描述了一個(gè)硬件測(cè)試設(shè)置的示例，包括一個(gè) F-16耦合器，一臺(tái)實(shí)時(shí)示波器，以及一臺(tái)射頻仿真和測(cè)試單元。 RFSM單元通過編程產(chǎn)生 PRI搖擺，并通過一條 2.92mm接口的線纜連接到實(shí)時(shí)示波器。 ?

圖 1: 電子對(duì)抗飛行線測(cè)試的硬件設(shè)置?

圖 2中最頂部的藍(lán)色波形顯示的是采集到的一系列雷達(dá)脈沖，突發(fā)脈沖之間出現(xiàn)了很長的空閑間隔。時(shí)基設(shè)置為 捕獲 2 毫秒的時(shí)間，160 Mpts 的連續(xù)采樣點(diǎn)，采樣率為 80 GS/s。第二格中的橙色波形使用了解調(diào)函數(shù)功能產(chǎn)生每一個(gè) 雷達(dá)脈沖的包絡(luò)。第三格顯示了一個(gè)放大曲線（藍(lán)色），并疊加有單個(gè)脈沖的調(diào)制波形，且第四格（綠色曲線）顯示了 對(duì)載波信號(hào)放大曲線以 200秒/格的再放大。 ? ? ? ? ?

參數(shù)的周期測(cè)量，參數(shù) 3（綠色框圈出的），輸出了 F1 函數(shù)曲線的周期。函數(shù) F1 是一個(gè)解調(diào)的雷達(dá)脈沖及每一 個(gè)突發(fā)脈沖的包絡(luò)顯示。參數(shù)的時(shí)序測(cè)量被直接應(yīng)用到解調(diào)函數(shù)波形上，周期參數(shù)直接計(jì)算出走離期間系列雷達(dá)脈沖的 PRI。使用測(cè)量區(qū)間功能框住開始的兩個(gè)脈沖，可以得到 PRI為 510.0024 us，形成一個(gè)區(qū)間的 PRI 測(cè)量。 ?

圖 2: 走離 期間 510.0024 us 的 區(qū)間 PRI ? ? ? ??

移動(dòng)測(cè)量區(qū)間至跟隨 PRI變化的每一個(gè)連續(xù)變化的脈沖組，如下圖 3 所示，框住第三個(gè)脈沖系列可以得到走離期 間 520.0013 us 的 PRI參差。

圖 3: 走離 期間 510.0013 us 區(qū)間 PRI

更長的實(shí)時(shí)采集提供了對(duì)系統(tǒng)行為進(jìn)行更加深入的洞察。通過在連續(xù)的 5 秒捕獲時(shí)間窗口采集 400,000,000 個(gè)連續(xù) 的樣本點(diǎn)（每 12.5 ps 采集一個(gè)點(diǎn)），可以得到一幅更大的景象。頻率和周期被直接從解調(diào)后的波形中計(jì)算得到，脈沖 重復(fù)頻率和脈沖重復(fù)間隔顯示在圖 4 中的 P2和 P3中。通過對(duì) P3 測(cè)量參數(shù)使用一個(gè)追蹤函數(shù)（橙色的 F5 函數(shù)曲線），

PRI 參差被精確的描繪成時(shí)間的函數(shù)，且以明顯的樓梯臺(tái)階形狀進(jìn)行顯示。因?yàn)?PRI 參差已經(jīng)以一個(gè)實(shí)時(shí)波形曲線存在， 所以更多的測(cè)量和函數(shù)能夠被用來對(duì) PRI參差更為細(xì)致的分析進(jìn)行追蹤。 ? ? ? ? ?

除了參數(shù) 2 和參數(shù) 3 中的 PRF和 PRI，參數(shù) 1給出了藍(lán)色放大區(qū)域 Z3 的載波頻率。參數(shù) 4 和 5 分別測(cè)量了脈沖包 絡(luò)和載波的上升時(shí)間，參數(shù) 6 測(cè)量了解調(diào)后的 RF脈沖包絡(luò)的寬度。?

圖 4: PRI 曲線的 400 Mpts 采集 (5 秒采集窗口 )?

RF 突發(fā) 脈沖 參數(shù)包括 PRI ，PRF ，雷達(dá)載波上升時(shí)間，以及調(diào)制脈沖包絡(luò)的上升時(shí)間和寬度。 ? ? ? ? ?

當(dāng) PRI參差未被用于 ECM技術(shù)時(shí)，連續(xù)雷達(dá)脈沖的瞬時(shí) PRI參差是隨機(jī)的。關(guān)閉 PRI參差后，PRI的追蹤曲線如 下圖 5 的函數(shù) F5 所示，可以確認(rèn)為隨機(jī)變化。請(qǐng)注意在圖 5 的隨機(jī)波動(dòng)期間函數(shù) F5的 Y軸刻度被自動(dòng)調(diào)整為 500 ps/div，而圖 4 中 PRI參差使能后，F(xiàn)5 的刻度被自動(dòng)調(diào)整為 5 us/div。如果隨機(jī) PRI波動(dòng)的 Y軸也設(shè)置為 5 us/div以與圖 4 相匹配，那么圖 5 中的 PRI追蹤將顯示為一條平線（表示 PRI參差是存在的）。 ?

圖 5: PRI

圖形顯示了穩(wěn)定的 PRI的隨機(jī) PPM波動(dòng) : 500.0014 us 到 ?500.0026 us ，500 ps/div Y軸追蹤自動(dòng)刻度調(diào)整 ? ? ? ? ?

圖 6中，PRI被重新使能，而且一個(gè)額外的測(cè)量參數(shù)被增加到測(cè)量表格中。參數(shù) P7 現(xiàn)在被用于計(jì)算解調(diào)雷達(dá)突發(fā) 脈沖包絡(luò)的的占空比并展現(xiàn)出一個(gè)極低占空比為 0.193214%的獨(dú)特雷達(dá)。如果沒有事先解調(diào)雷達(dá)脈沖，此類型的測(cè)量幾 乎不可能。不這樣的話，占空比參數(shù)的測(cè)量將是基于載波的波動(dòng)而非解調(diào)后的脈沖。?

圖 6: PRI 圖顯示了 PRI 參差 從 500 us 到 520 us的波動(dòng)。解調(diào)脈沖的占空比參數(shù)測(cè)量值 0.193214% 。 ? ? ? ? ?

最近，因使用頻域設(shè)備無法完成對(duì)時(shí)間信息如走離 PRI 參差的精確描述，而隨著最近超高帶寬實(shí)時(shí)示波器的出現(xiàn)， 雷達(dá)系統(tǒng)的時(shí)序特征定義如脈沖的占空比，PRF，以及走離 PRI參差，能夠在雷達(dá)和電子戰(zhàn)領(lǐng)域通過使用時(shí)域的參數(shù)工 具進(jìn)行精確的描述。?