天线等效接收增益测试系统汇总.docx
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天线等效接收增益测试系统汇总
1.1.1.1天线等效接收增益测试系统
（1）用途
用于满足各型有源相控阵雷达天线接收状态天线等效接收增益自动测试与记录。
（2）必要性
第四代防空反导探测制导系统采用固态有源相控阵体制，天线与传统雷达天线的一个显著不同就是引入了有源T/R组件，在接收状态测试时天线系统中包含了R组件的参数。
所以进行天线增益测试时，按原来无源天线增益的测试方法得到的结果就是不正确的，必须增加天线等效接收增益测试系统。
（3）工艺对系统的主要性能指标要求
系统主要指标如下所示：
Ø信噪比测试系统可以同时满足4个波段的有源相控阵雷达天线接收增益测试需求；
Ø能完成4个波段雷达发射信号的下变频功能；
Ø能实现通道增益的自动控制，能设置合适通道信噪比；
Ø能通过远程通讯控制设备控制标准信号源输出信号的频率，实现信号源的开关；
Ø能实现阵面天线及标准天线的内部噪声的自动测试，完成通道信噪比测试与记录；
Ø自动测试控制系统根据中频通道采样处理系统采样和处理的数据计算出天线阵面正面等效接收增益；
Ø人机交互界面则可以对测试系统需要的参数进行设置并显示实时的天线增益测量值。
（4）系统组成及工作原理
天线等效接收增益测试系统主要包括雷达发射信号下变频组件、通用中频信号调理组件、中频通道信号采样处理系统、支持无线通讯控制的自动控制测试系统及标准信号源系统。
其原理组成框图如下图所示：
图Error!
Notextofspecifiedstyleindocument.1天线等效接收增益测试系统原理及组成框图
天线等效接收增益测试系统主要构成如下：
Ø本振信号源；
Ø无线通讯设备；
Ø各波段一体化雷达信号下变频组件；
Ø中频信号调理组件；
Ø中频通道信号采样处理系统；
Ø自动测试控制系统（含软件）；
Ø人机交互系统。
理想情况下，被测天线被与其极化匹配的平面波所照射，并在匹配负载上测量接收功率。
在其它条件相同的情况下，用增益标准天线替换被测天线，并再次测量进入其匹配负载的接收功率。
雷达天线比较增益测量工作原理如下图所示。
表Error!
Notextofspecifiedstyleindocument.1雷达天线比较增益测量工作原理
有弗里斯传输公式可得出分贝表示的被测天线的功率增益
：
式中：
为增益标准天线的功率增益；
为被测天线接收到的功率；
为增益标准天线接收到的功率。
（5）系统建设方案
①本振信号源
a.用途
用于提供天线测试所需的基准信号。
b.必要性
天线等效接收增益测试系统采用远程无人值守控制测试，标准信号源用于提供L、S、C、X四个波段基准信号源，满足多个XXXX-2和HQ16改等多部雷达研制批产测试需求。
c.工艺对设备的主要性能指标要求
Ø频率范围：
250kHz～20GHz；
Ø功率范围：
-130dBm～10dBm；
Ø调制信号制式：
模拟调幅信号，模拟调频信号，模拟调相信号，脉冲调制信号；
Ø功率步进优于1dB；
Ø支持以太网控制。
d.设备调研选型
目前市场上生产标准信号源的厂商主要有美国安捷伦公司、中国电科41所公司以及日本安立公司，各生产厂商的具体性能指标（调研情况）对比如下表所示：
表Error!
Notextofspecifiedstyleindocument.2调研选型表
序号
指标
工艺要求
美国安捷伦公司
E8257D
中电41所
AV1464A
日本安立公司
MG3692C
1
频率范围
250kHz～20GHz
250kHz～20GHz
250kHz～20GHz
0.1Hz～20GHz
2
射频电平
-120dBm～10dBm
-135dBm～11dBm
-135dBm～11dBm
-120dBm～13dBm
3
高功率输出
尽可能大
3GHz附近较低，C\X可达25dBm以上
3GHz附近较低，C\X可达25dBm以上
3GHz附近较低，C\X可达25dBm以上
4
调制
脉冲、模拟
脉冲、模拟、
组合调制。
脉冲、模拟、
组合调制、
脉冲、模拟、
组合调制
5
相噪（dBc）
1GHz：
-115@1kHz
-124@10kHz
-124@100kHz
10GHz
-95@1kHz
-104@10kHz
-104@100kHz
1GHz：
-115@1kHz
-124@10kHz
-124@100kHz
10GHz
-95@1kHz
-104@10kHz
-104@100kHz
10GHz
-94@1kHz-102@10kHz
6
控制、触发
具备
具备
具备
7
其他特点
有模拟扫描选件
频率跳变8ms幅度跳变5ms杂散好价格比较
无模拟扫频选件稳定时间30ms幅度跳变5ms
性价比最好
窄脉冲最好
8
功耗
300W
200W
300W
9
设备价格
经过对比比较，鉴于微波模拟信号源国内技术已经成熟。
因此，本实验室建设条件测量仪表改为国产仪表AV1464A，拟选用中电41所的产品。
最终采用内部比选的方式确定设备供货商。
②无线通讯设备
a.用途
远程控制模块可用于对标准信号源输出信号的频率与功率进行设置；支持自动测试系统远程控制；支持中频通道信号采样处理系统远程控制。
b.必要性
为了提高天线增益测试自动化水平，提高测试的准确性，天线测试增益需要在远程无人值守，以降低人员对测试影响。
各测试设备均需要通过远程控制模块实现远程控制。
c.工艺对设备的主要性能指标要求
Ø支持远程通讯，通讯距离不小于1Km；
Ø支持远程指令控制；
Ø支持以太网控制；
d.系统设备的组成及工作原理
e.设备调研选型
经调研，目前市场上生产XXXXX的厂商（或满足XXX要求的厂商）主要有XXX公司、XXXXX公司以及XXXX公司，各生产厂商的具体性能指标（调研情况）对比如下表所示：
表Error!
Notextofspecifiedstyleindocument.3设备调研选型表
序号
指标
工艺要求
XXX
XX
XX
1
2
3
3
4
6
设备价格（万元）
通过比较，上述几家单位都能基本满足需求，综合考虑产品的性能技术和价格等方面的指标，XXXX具有明显优势，因此拟选择XXXXX的产品，最终将采用XXXXX的方式确定供货商。
f.设备经费
本套测量系统的经费为XXXX万元，各部分费用组成如下表所示。
表Error!
Notextofspecifiedstyleindocument.4设备经费组成表
序号
名称
数量
单价（万元）
总价（万元）
1
（1）
2
（1）
3
（1）
4
（1）
5
（1）
6
（1）
7
（2）
合计（万元）
300.00
③各波段一体化雷达信号下变频组件
a.用途
满足4波段（L、S、C、X）天线接收标准信号的下变频处理。
b.必要性
现有AD采集产品很难对微波信号进行微波采样，需要将天线接收的回波信号进行下变频处理。
c.工艺对设备的主要性能指标要求
Ø接收信号频段：
L、S、C、X；
Ø噪声系数：
9dB；
Ø支持增益控制；
Ø输出中频：
32MHz；
d.系统组成及工作原理
变频器通道主要包括预选滤波器、低噪声放大器、混频器、带通滤波器和中频放大器等电路。
由天线接收到的射频信号fRF首先经过预选滤波器进行频带选择，之后进入低噪声放大器。
本振信号fLO经过功分器功率分配后送往各通道混频器，与经过放大的射频信号混频。
混频产生的信号包含多种非线性频率分量，经过带通滤波器选出其中差频信号。
该差频信号即为有用中频信号，经过中频放大器放大后输出供中频信号调理器。
表Error!
Notextofspecifiedstyleindocument.5各波段一体化雷达信号下变频组件
e.设备调研选型
经调研，目前市场上生产XXXXX的厂商（或满足XXX要求的厂商）主要有XXX公司、XXXXX公司以及XXXX公司，各生产厂商的具体性能指标（调研情况）对比如下表所示：
表Error!
Notextofspecifiedstyleindocument.6设备调研选型表
序号
指标
工艺要求
XXX
XX
XX
1
2
3
3
4
6
设备价格（万元）
通过比较，上述几家单位都能基本满足需求，综合考虑产品的性能技术和价格等方面的指标，XXXX具有明显优势，因此拟选择XXXXX的产品，最终将采用XXXXX的方式确定供货商。
f.设备经费
本套测量系统的经费为XXXX万元，各部分费用组成如下表所示。
表Error!
Notextofspecifiedstyleindocument.7设备经费组成表
序号
名称
数量
单价（万元）
总价（万元）
1
（1）
2
（1）
3
（1）
4
（1）
5
（1）
6
（1）
7
（2）
合计（万元）
300.00
④中频信号调理组件
a.用途
用于中频信号调理，满足中频采样需求。
b.必要性
中频信号调理组件用于对下变频组件产生的信号进行放大、滤波，调整信号幅度，提高信噪比满足中频采样系统输入要求。
c.工艺对设备的主要性能指标要求
Ø中频32MHz；
Ø输出信号功率最大达13dBm；
Ø通道增益最大30dB；
Ø增益控制步进1dB；
d.系统组成及工作原理
中频信号调理器接收下变频输出中频信号，通过中频放大器对信号进行放大，再通过带通滤波器对信号滤除噪声信号，最后将可用的中频信号传输给信号采集处理设备。
表Error!
Notextofspecifiedstyleindocument.8中频信号调理组件
e.设备调研选型
经调研，目前市场上生产XXXXX的厂商（或满足XXX要求的厂商）主要有XXX公司、XXXXX公司以及XXXX公司，各生产厂商的具体性能指标（调研情况）对比如下表所示：
表Error!
Notextofspecifiedstyleindocument.9设备调研选型表
序号
指标
工艺要求
XXX
XX
XX
1
2
3
3
4
6
设备价格（万元）
通过比较，上述几家单位都能基本满足需求，综合考虑产品的性能技术和价格等方面的指标，XXXX具有明显优势，因此拟选择XXXXX的产品，最终将采用XXXXX的方式确定供货商。
f.设备经费
本套测量系统的经费为XXXX万元，各部分费用组成如下表所示。
表Error!
Notextofspecifiedstyleindocument.10设备经费组成表
序号
名称
数量
单价（万元）
总价（万元）
1
（1）
2
（1）
3
（1）
4
（1）
5
（1）
6
（1）
7
（2）
合计（万元）
300.00
⑤中频通道信号采样处理
a.用途
用于对中频信号进行采样，实现增益换算。
b.必要性
c.工艺对设备的主要性能指标要求
Ø采样频率：
不低于80MHz；
Ø采样有效位数：
14bit；
Ø支持以太网数据传输与控制。
d.系统组成及工作原理
数据采集处理设备的主要工作为：
通过中频调理器的信号送往数据采集系统，数据采集利用高速A/D组件进行模数转换，通过设定的采样频率进行信号的提取和量化，然后送往处理器进行后续的处理。
e.设备调研选型
经调研，目前市场上生产XXXXX的厂商（或满足XXX要求的厂商）主要有XXX公司、XXXXX公司以及XXXX公司，各生产厂商的具体性能指标（调研情况）对比如下表所示：
表Error!
Notextofspecifiedstyleindocument.11设备调研选型表
序号
指标
工艺要求
XXX
XX
XX
1
2
3
3
4
6
设备价格（万元）
通过比较，上述几家单位都能基本满足需求，综合考虑产品的性能技术和价格等方面的指标，XXXX具有明显优势，因此拟选择XXXXX的产品，最终将采用XXXXX的方式确定供货商。
f.设备经费
本套测量系统的经费为XXXX万元，各部分费用组成如下表所示。
表Error!
Notextofspecifiedstyleindocument.12设备经费组成表
序号
名称
数量
单价（万元）
总价（万元）
1
（1）
2
（1）
3
（1）
4
（1）
5
（1）
6
（1）
7
（2）
合计（万元）
⑥自动测试控制系统（含软件）
a.用途
自动测试控制系统用于实现整个天线等效接收增益测试系统闭环控制，实现自动测试控制。
b.必要性
为了提高天线测试自动化水平，提高测试的准确性，实现测试数据的自动测试与记录，提高测试效率，减少人为因素对测试结果的影响。
c.工艺对设备的主要性能指标要求
Ø支持自动测试及记录；
Ø支持测试模式自定义；
Ø支持测试报告自动生成；
Ø支持数据以太网传输。
d.系统设备的组成及工作原理
自动测试系统能够测试接收等效增益和通道信噪比。
自动测试系统具有测试大纲自动生成，测试用例管理，测试脚本自动生成，测试结果分析和测试报告自动生成等功能。
e.设备调研选型
经调研，目前市场上生产XXXXX的厂商（或满足XXX要求的厂商）主要有XXX公司、XXXXX公司以及XXXX公司，各生产厂商的具体性能指标（调研情况）对比如下表所示：
表Error!
Notextofspecifiedstyleindocument.13设备调研选型表
序号
指标
工艺要求
XXX
XX
XX
1
2
3
3
4
6
设备价格（万元）
通过比较，上述几家单位都能基本满足需求，综合考虑产品的性能技术和价格等方面的指标，XXXX具有明显优势，因此拟选择XXXXX的产品，最终将采用XXXXX的方式确定供货商。
f.设备经费
本套测量系统的经费为XXXX万元，各部分费用组成如下表所示。
表Error!
Notextofspecifiedstyleindocument.14设备经费组成表
序号
名称
数量
单价（万元）
总价（万元）
1
（1）
2
（1）
3
（1）
4
（1）
5
（1）
6
（1）
7
（2）
合计（万元）
⑦人机交互系统
a.用途
人机交互系统实现对等效增益测试系统的远程控制与测试。
b.必要性
人机交互系统可对整个测试系统进行配置，对测试数据进行管理，该系统可接入所级平台测试数据管理系统，对测试数据进行管理与共享。
c.系统组成及工作原理
人机交互系统采用基于LabVIEW风格的图形化监控管理软件，可以直接管理TestDRIVE仿真机上的各个I/O模块，并能定制增加定制界面，通过拖放操作与模型中的变量关联。
其运行在上位机上，与数据采集分系统通讯，起到对仿真结果的实时在线监控、自动增益设置、信噪比设置等作用。
d.工艺对设备的主要性能指标要求
Ø支持测试数据在线显示；
Ø支持自动测试系统远程控制；
Ø支持以太网通讯控制。
e.设备调研选型
经调研，目前市场上生产XXXXX的厂商（或满足XXX要求的厂商）主要有XXX公司、XXXXX公司以及XXXX公司，各生产厂商的具体性能指标（调研情况）对比如下表所示：
表Error!
Notextofspecifiedstyleindocument.15设备调研选型表
序号
指标
工艺要求
XXX
XX
XX
1
2
3
3
4
6
设备价格（万元）
通过比较，上述几家单位都能基本满足需求，综合考虑产品的性能技术和价格等方面的指标，XXXX具有明显优势，因此拟选择XXXXX的产品，最终将采用XXXXX的方式确定供货商。
f.设备经费
本套测量系统的经费为XXXX万元，各部分费用组成如下表所示。
表Error!
Notextofspecifiedstyleindocument.16设备经费组成表
序号
名称
数量
单价（万元）
总价（万元）
1
（1）
2
（1）
3
（1）
4
（1）
5
（1）
6
（1）
7
（2）
合计（万元）
（6）设备调研选型（自研型号，调研厂家前规计处补充一下）
（2014.1.20提供）经调研，目前市场上生产天线增效接收增益测试系统的厂商主要有XXX公司、XXXXX公司以及XXXX公司，各生产厂商的具体性能指标（调研情况）对比如下表所示：
表Error!
Notextofspecifiedstyleindocument.17设备调研选型表
序号
功能
工艺要求
XXXX
上海科梁
合肥海特
1
支持X波段下变频
具备
满足
满足
满足
2
支持C波段下变频
具备
满足
满足
满足
3
支持S波段下变频
具备
满足
满足
满足
4
支持L波段下变频
具备
满足
满足
满足
5
通道增益控制
可调
满足
满足
满足
6
支持远程通讯控制
具备
满足
满足
满足
7
支持中频采样
具备
满足
满足
满足
8
自动测试存储
具备
满足
满足
满足
9
支持人机交互界面
具备
满足
满足
满足
设备价格（万元）
经过对比比较，XXXX（论述三家单位对比情况，包括研制经验、技术能力、产品质量）。
因此，拟选择XXX承制XXX设备，最终采用委托公开招标的方式确定设备供货商。
（2013.11.21提供）测试子系统属非标设备，经调研，目前市场上生产XXXXX的厂商（或满足XXX要求的厂商）主要有XXX公司、XXXXX公司以及XXXX公司，都具备研制能力，能力比较分析见下表：
表Error!
Notextofspecifiedstyleindocument.18设备技术经济性能对比表
序号
功能能力
工艺要求
1
性能指标
满足
满足
满足
2
研制周期（9个月）
满足
满足
10～12个月
3
售后服务
优
优
优
4
继承性
好
一般
一般
5
设备价格（万元）
经比选xxxxx公司承担测试子系统研制的继承性好、性价比高，因此拟选择xxxxx研制和集成该子系统，最终将采用委托邀请招标的方式确定设备供货商。
（7）设备经费
该系统经费为xxx万元。
各部分费用组成如下表所示，详见附件XXXX单项论证报告。
表Error!
Notextofspecifiedstyleindocument.19设备经费组成表
序号
名称
数量
单价（万元）
总价（万元）
1
标准信号源
1
2
远程控制模块
1
3
各波段一体化雷达信号下变频组件
1
4
中频信号调理组件
1
5
中频通道信号采样处理系统
1
6
自动测试控制系统（含软件）
1
7
人机交互系统
1
合计（万元）
7
（8）设备对环境的要求
该设备放置在XXXXX楼XX层XXXXX室，对环境的要求如下表所示：
下表为样表，请针对本系统设备实际要求填写
表Error!
Notextofspecifiedstyleindocument.20设备环境要求可行性分析表
序号
工艺设备要求
可行性分析
结论
1
电源要求：
220V，AC50Hz，500W。
设备拟放置在电装调试楼二楼产品返修区，该楼层经过改造后可增加583kW，其中已含该设备用电需求。
改造后可满足设备工艺要求
2
室内常温：
5°C～40°C；
湿度：
20%～75%。
改造后温度可控制在18℃～26℃，湿度可控在30%～65%。
改造后可满足设备工艺要求
3
重量：
66Kg；
尺寸：
860mm×610mm×508mm。
现有电装楼二楼楼面活荷载为7.0KN/m2。
满足设备工艺要求
4
气源要求：
110psi最低流量10CFM（10立方英尺/分钟）。
改造后系统排风量为2000
。
改造后满足设备工艺要求
5
水
6
净化（洁净度）
7
防静电要求
升级会员 