前言

隨著雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展，雷達(dá)的任務(wù)不僅是測量目標(biāo)的距離、方位和仰角，而且還包括測量目標(biāo)速度，以及從目標(biāo)回波中獲取更多有關(guān)目標(biāo)的信息。雷達(dá)是利用目標(biāo)對電磁波的發(fā)射（或稱為二次散射）現(xiàn)象來發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并測定其位置的。老式雷達(dá)發(fā)射波形簡單，采用機械天線，信號處理簡單。這種雷達(dá)存在的問題是抗干擾能力差，無法在復(fù)雜環(huán)境下使用等問題。

由于航空、航天技術(shù)的飛速發(fā)展，飛機、導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星及宇宙飛船等采用雷達(dá)作為探測和控制手段，對雷達(dá)提出了高精度、遠(yuǎn)距離、高分辨率及多目標(biāo)測量要求，新一代雷達(dá)對雷達(dá)原有技術(shù)作了相當(dāng)大的改進(jìn)，其中頻率捷變和脈沖壓縮技術(shù)、采用編碼擴頻的低截獲概率雷達(dá)技術(shù)、動態(tài)目標(biāo)顯示和脈沖多普勒技術(shù)是非常重要的新技術(shù)。20世紀(jì)70年代后研制的新型雷達(dá)大部分采用了脈沖壓縮的體制。圖1是脈沖壓縮雷達(dá)的簡化圖。

圖1：脈沖壓縮雷達(dá)簡化圖

圖1中，雷達(dá)發(fā)射機（Transmitter）采用數(shù)字合成或其他技術(shù)產(chǎn)生功率脈沖，其波形是脈沖寬度為τ、重復(fù)頻率為Tτ的高頻脈沖串。在脈沖內(nèi)部采用線性調(diào)頻或相位編碼調(diào)制等技術(shù)。雷達(dá)接收機（Receiver）把雷達(dá)回波下變頻到中頻，通過脈沖壓縮濾波器（Pulse Compression Filter）后，脈沖被壓縮，壓縮的脈沖經(jīng)過基帶變換器（Synchronous I/Q Detector）變成基帶I與Q信號后使用ADC進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號被送到信號處理機進(jìn)行數(shù)字信號處理和分析。

現(xiàn)代雷達(dá)最常用兩種脈沖壓縮方式是線性調(diào)頻和巴克碼調(diào)制。下面介紹如何用寬帶雷達(dá)信號分析儀進(jìn)行線性調(diào)頻和巴克碼調(diào)制雷達(dá)信號的矢量分析。所謂矢量分析是相對于標(biāo)量分析而言的，不僅僅分析雷達(dá)信號的振幅－頻率、振幅－時間特性，還分析相位－頻率、相位－時間、群延遲、解調(diào)特性等。

寬帶示波器變身寬帶雷達(dá)分析儀

安捷倫的Infiniium示波器結(jié)合89601矢量信號分析軟件組成了寬帶雷達(dá)分析儀，能夠從脈沖，基帶，中頻和射頻/微波各種角度進(jìn)行雷達(dá)的多種測量和分析，主要包括：

1、雷達(dá)的脈沖參數(shù)測試，如上升時間、脈沖寬度及穩(wěn)定度、脈沖間隔及穩(wěn)定度等；

2、雷達(dá)的脈沖抖動，時鐘、PLL抖動等測試和分析；

3、雷達(dá)的脈內(nèi)初始相位測試；

4、雷達(dá)信號的矢量分析；

5、雷達(dá)接收機I/Q通道一致性測試；

6、雷達(dá)各類放大器的寬頻測試和在線測試等。

Infiniium示波器有600MHz～1GHz帶寬（4GSa/s采樣率），2GHz～7 GHz帶寬（20GSa/s采樣率），10GHz～13GHz帶寬（40GSa/s采樣率）多種選擇。結(jié)合89601矢量信號分析軟件，分析帶寬最高達(dá)到13GHz，成為名副其實的寬帶雷達(dá)分析儀。

89601本是用在安捷倫89600系列矢量信號分析儀的分析軟件，現(xiàn)在也可以直接裝在Infiniium示波器內(nèi)部，結(jié)合Infiniium示波器的硬件，進(jìn)行矢量信號、瞬變信號的分析，把Infinium示波器從時域測試，擴展到頻域，解調(diào)域，甚至碼域的測試和分析。圖2是89601結(jié)合Infiniium示波器組成的寬帶雷達(dá)分析儀的數(shù)據(jù)處理結(jié)構(gòu)。

圖2：寬帶雷達(dá)分析儀的數(shù)據(jù)處理結(jié)構(gòu)

信號通過電纜或示波器的探頭（使用示波器探頭可以進(jìn)行在線測試）進(jìn)入示波器，在示波器內(nèi)部會先通過衰減器和前置放大器，然后信號被耦合到ADC進(jìn)行數(shù)字化，數(shù)字化的波形可以直接進(jìn)行顯示，或通過I/Q轉(zhuǎn)換和數(shù)字濾波變成I與Q信號（可以直接顯示I與Q信號）；再把時域的數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT變換得到頻域數(shù)據(jù)；時域的數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)處理即可進(jìn)行解調(diào)分析，比如顯示星座圖，或顯示碼域數(shù)據(jù)等。由圖可見，寬帶雷達(dá)分析儀實際上是一個硬件與軟件結(jié)合的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理過程，因為ADC有足夠高的實時采樣速率（高達(dá)40GSa/s），所以寬帶雷達(dá)分析儀有足夠高的分析帶寬，最高到13GHz。

89601還支持用戶自定義數(shù)學(xué)函數(shù)編輯，更加強了對矢量信號和雷達(dá)信號的分析功能。自定義數(shù)學(xué)函數(shù)包括：magnitude（量值）,real（實部）,conj（共軛）,fft（傅立葉變換）,ifft（反傅立葉變換）,phase（相位）等等，而且函數(shù)對象可以是不同種類的Trace Data蹤跡數(shù)據(jù)或data register數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)。函數(shù)之間運算包括：+、-、x、/（加減乘除）。這樣我們可以對捕獲的信號進(jìn)行各種復(fù)雜的數(shù)字信號處理運算而不需要把測試結(jié)果導(dǎo)出89601，利用其他軟件如Matlab等來處理。