不同雷达目标生成器的构架、设计要求和准则 （三）
测量
为了演示这种雷达目标生成器，需要使用软件定义雷达（Software Defined Radar， SDR） 和 MATLAB®信号处理软件。在此演示系统中，使用有多目标分辨能力的波形和商用化测试设备组成的雷达目标生成器来分析软件定义雷达的性能。
雷达目标生成器生成单目标并在软件定义雷达（它充当被测雷达） 中观察。图 5 显示被测雷达的 MATLAB®图形用户界面（GUI），其中包括频谱、距离 - 多普勒地图和目标列表。可观察到单个局部最大值，它的功率大于恒虚警率（Constant False Alarm Rate， CFAR） 门限值。通过测量差频可确定距离和径向速度。在雷达目标生成器中，生成距离 R1 = 2000 m，多普勒频移 vr1=–25 m/s。这是由该雷达精确测量得到的，参阅图 5。
图 5、由商用化测试设备组成的雷达目标生成器生成的单个目标
商用化测试设备组成的雷达目标生成器能够用不同距离 - 多普勒单元生成多达 20 个目标。此信号生成器也有多个射频信号输出口，从而也能够测试雷达抗干扰特性，例如测试雷达与 LTE（Long Term EvoluTIon）或其它无线业务共存［2］。
图 6 显示同一雷达目标，不同处在于发射了第二个频率调制连续波干扰信号，本底噪声大幅增加。目视仍可观察到雷达回波信号，但是对于自动检测恒虚警率门限值过高。
图 6、软件定义雷达测试结果
除了测试雷达的功能性能，商用化测试设备组成的目标生成器也可以帮助评估雷达中的现代电子防护措施。这可能是必须的，例如，2014 年年中，在欧洲，当几架飞机突然从空中交通管制雷达屏幕上消失时［7］。这或许是检测到存在被用作电子对抗的射频数字存储设备的一个例子。
在下面的情况，相位调制雷达波，如巴克码，可用于测试雷达信号处理的性能。在雷达目标模拟器中，发射并延迟巴克码。此雷达波有非常特殊的基带波形，雷达接收机能够使用相关滤波器检测回波信号的保真度，识别返回的回波是虚拟的还是真实的。产生不相关信号的原因可能有：存在以不同速率重复采样的电子对抗（ECM）系统，从模拟到数字转换中有效位过少，相位噪声或目标模拟器的放大器失真。生成的回波信号保真度很可能不同于来自真实目标的回波信号保真度，取决于射频数字存储设备。专注于电子防护的雷达处理可检测出不同保真度的回波差异。这种测量也可以用上述雷达目标生成器进行评估。
图 7 显示处于测量开始阶段的巴克码雷达信号和幅度衰减大约 50 dB 的相应雷达回波信号，以及相关的幅值捕获。时间旁瓣测量显示预期的相干回波返回延迟了 40 μs。图 8 显示使用不同采样率（例如，使用射频数字存储设备）的回波信号返回和相关的幅度捕获，这又代表不同的信号保真度。回波信号的相关性有极大改变。
图 7、巴克码（初始）、相关幅度和相应的回波信号（40 μs 后）。
图 8、有不同信号保真度的相同回波信号的“射频数字存储设备特征”。
总结
雷达系统的期望可靠性要求极高，这就说明了为什么这些测试和测量非常重要。有几种使用雷达目标生成器测试整个雷达系统的方法，从天线、发射机和接收机，一直到信号处理。本文介绍了这些方法并解释了它们的关键经济和技术性能指标。
目标生成器的射频性能必须优于被测雷达，它应能提供各种测试场景配置。完美的性能平衡将许多外场测试带进实验室，降低了软件和硬件测试成本。光纤延迟线今天仍然在雷达测试中使用，但是在测试和测量中灵活性显得不够，例如在生成距离 - 多普勒相关目标时。射频数字存储设备能克服这个缺点并提供额外的解决方案，尤其是当涉及生成雷达回波信号时。然而，射频数字存储设备是非常专业的解决方案，可能非常昂贵，并且不一定被设计成用于测试的有灵活接口的设备。相比较而言，商用化测试和测量设备提供各种各样的测试解决方案，从信号和部件测试或分析，到雷达目标生成。测量设备的多用途优点和灵活、模块化方法（也可以用作雷达目标生成器）增加了这类在测试实验室使用的设备的灵活性和有效性。
不同的雷达目标生成器方法都有它们各自的优势，但是它们都将部分外场测试带进实验室从而降低了测试复杂性，通过提供高重复性减少了成本，并且改善了自动测试能力。
参考文献
［1］ K.P. Jackson et. al.， “Optical Fiber Delay-Line Signal Processing”， IEEE Transactions on MicrowaveTheory and Techniques， Vol. MTT-33， No. 3， pp. 193-210， March 1985
［2］ Heuel， S.; Roessler， A.， “Co-existence Tests for S-Band Radar and LTE Networks”， Microwave Journal - Military Microwaves， August 2014.
［3］ K. Ogawa， “Considerations for single mode fiber systems”， Bell Syst. Tech. J.， Vol. 61， pp. 1919-1931， 1982
［4］ “AN/ALQ-165 Airborne Self-Protection Jammer （ASPJ）”， retrieved from www.dote.osd.mil， October 2014
［5］ Small Business Innovation Research （SBIR）， Navy， Topic N131-006， Acquisition Program， “Direct Digital Radio Frequency （RF） Conversion Digital Radio Frequency Memory （DRFM）”， 2013
［6］ N. Friedman， “The Naval Institute Guide to World Naval Weapons Systems”， 1997-1998 38
［7］ Reuters， “Jets vanishing from Europe radar linked to war games”， retrieved from http://www.reuters.com/article/2014/06/13/us-europe-airplanes-safety-idUSKBN0EO1CW20140613， November 2014
［8］ “Rohde & Schwarz enables comprehensive automotive radar tests with target simulator and FM CW signal analysis”，press release retrieved from www.rohde-schwarz.com/ad/press/automotive， October 2014
