雷达、电子战和电子情报测试：确定共同的测试挑战

性能提出了严格要求。同样，动态范围也是雷达测试系统面临的一大挑战。通常，雷达信号从发射到接收会经历严重的路径损耗。

使用压缩脉冲以改善分辨率并获得明确的距离具有诸多优势，但这通常需要合成复杂的测试波形。为测速雷达添加多普勒频移的需要将进一步提升对测试设备的要求。雷达系统设计人员面临的另一项挑战在于软件定义雷达系统的普遍使用。许多现代雷达不仅需要传统模拟射频制式的测试信号和测量，还需要数字制式的测试信号和测量。多制式测试将带来数字信号测量和模拟测量平衡的问题。

全面的系统测试通常是雷达、电子情报和电子战设备面临的一个重要问题，测试资产的成本通常是问题的关键。例如，，仿真多普勒频移、杂波以及其他信号元素以测试舰载火控雷达，可能需要一艘舰船和多架测试飞机。使用此类测试平台精确测试目标定位的性能需要高达数万美元/小时的成本。

最后，许多雷达使用相控阵天线系统。这些天线系统拥有众多天线端口，采用波前到达时间控制天线波束，需要测试信号和测量提供多通道相位相干和相位可调信号源或分析仪。所谓的多通道阵列测试系统将为雷达测试工程师带来非常棘手的挑战。

雷达系统设计和制造过程经常需要微波信号发生器。测试源通常用于稳定本地振荡器(STALO)替代、相干振荡器(COHO)测试以及雷达脉冲与回波合成等应用。雷达测试的一个关键问题是生成可以精确描绘雷达接收信号类型的回波。假设某一刻雷达发射脉冲，回波到达时间将同时确定。实验室或制造环境中很难仿真来自50英里外且具有微波延迟结构的回波。作为替代方案，现代信号发生器和任意波形发生器使用数字技术合成带有适当延迟和路径失真的回波，可以精确描述相距50英里的目标。同样，电子情报/电子战设备需要能够仿真真实信号和威胁的测试信号源。

共同的测试挑战

任意波形发生器和信号源

微波任意波形发生器(AWG)引发了雷达系统测试的变革，能够提供方便的雷达信号仿真方法。使用任意波形发生器可以轻松合成离散分布的雷达发射机和目标，以仿真数百立方英里的雷达检测范围。任意波形发生器的真正优势在于合成几乎所有存储器中已编程波形的能力。但是，任意波形发生器存在很多限制。

此前，带宽是限制任意波形发生器的关键因素，但新款发生器能够满足大多数应用的带宽要求。1.25GSa/s和4GSa/s的采样率能够提供500MHz和接近2GHz的无混叠带宽。使用组合和转换技术可以获得更宽的无混叠带宽。

选择任意波形发生器时更需要关注的因素可能在于信号源的无杂散动态范围(SFDR)。信号源的数模转换器(DAC)是否具有足够位数的分辨率以充分表现需要的信号？并且，变频至微波频率时无杂散动态范围是否能够保持？理论上，一位分辨率对应6.02dB的无杂散动态范围。

图2：在这个具有杂波模型的情境中，Agilent SystemVue软件用于分析脉冲多普勒目标回波。集成于SystemVue的MATLAB支持以3D形式显示结果。

除了位数和无杂散动态范围的固有采样功能损耗外，上变频至微波频率将带来一系列问题，阻碍有用信号的创建。雷达、电子战和电子情报合成接收机通常具有超过75dB的无杂散动态范围，十分灵敏。雷达信号的路径损耗通常是大多数通信信号的两倍(即使通信信号的传输距离是雷达信号往返路程的两倍)，因此需要大功率雷达发射机和十分灵敏的接收机。因此，许多雷达系统具有严苛的动态范围要求。通常，大部分雷达系统在S频段或X频段运行，需要借助基带任意波形发生器的数模转换器完成上变频。

上变频不可以通过信号源内部完成，也不可以使用独立器件外部实现。简单来讲，使用混频器和一组配有固定本地振荡器(LO)的滤波器可以轻松将信号上变频至所需频段。实际上，本地振荡器谐波和杂散通常与需要的信号结合，会形成带内杂散信号，严重缩减无杂散动态范围。

由于当前最佳任意波形发生器具有超过75dB的无杂散动态范围，多数测试专家发现，如果信号带宽低于2GHz，添加外部上变频器并不经济，购买具有内置任意波形发生器和上变频硬件的微波信号源更合适，对于关注相位噪声的测量应用尤其如此。

选择带有任意波形功能的信号源时，存储器配置是一项重要参数。任意波形发生器播放存储器中的数字数据以创建模拟波形。存储器结构以及排序和回放选件不会加强或限制发生器的功用。

如前所述，取决于雷达的应用领域，雷达脉冲可具有广泛的脉宽、脉冲重复频率和调制类型。系统诊断将进一步增加测试雷达脉冲合成的复杂性。测试速度测量功能是否需要多普勒频移或脉冲间相移？测试电子情报系统的目的是根据天线