恩瑞特空管二次雷达接收机灵敏度测量方法分析

恩瑞特空管二次雷达接收机灵敏度测量方法分析

张一腾

民航中南空管局维修中心 广东省广州市 510000

摘要：随着民航设备国产化程度的不断深入，各地区空管已经逐步采用国产雷达，其中以恩瑞特雷达为代表。本文以恩瑞特二次雷达为例，对比分析新型号雷达的设计特点、设备测试遇到的问题，进行多种灵敏度的测量方法分析。

关键词：灵敏度，二次雷达

引言

灵敏度是衡量接收机检测微小信号能力的重要指标。民航技术规范中对灵敏度的衡量是通过测量切线灵敏度完成的。按照规范，切线灵敏度是通过在示波器上观察接收机的视频输出，使用一个脉冲信号将观察到的噪声幅度升高，升高的高度和这个脉冲的自身高度相同时的输入信号强度。规范给出的不仅是指标，也包含了对该指标的测量方法：使用示波器观察视频输出。因此只适用于有视频输出的雷达。

恩瑞特二次雷达接收机与其他型号雷达有所不同，未在中频后接入对数放大器，经过对数放大后输出logIF视频，而是直接中频AD采样。随着AD采样技术的发展，采样率不断提高，未来会有更多的雷达采用该模式。由于设计的区别，按照民航规范所描述的测量方法，没有视频输出，就没有办法测量切线灵敏度。

根据恩瑞特巡检作业指导书，有以下两种测量接收机灵敏度的方法：

方法一：按照图1进行连接。通过噪声系数测试，获得接收机的噪声系数；按下列公式计算接收机灵敏度：

其中S_imin为灵敏度(单位dBm);Bn为接收机带宽（9MHz）;F₀为接收机噪声系数。计算得到到灵敏度为：-97.807dBm.

图1方法一 噪声系数测试框图

方法二：按照图2进行连接。使用频谱仪测量背景噪声值；打开信号源信号输出开关，逐步增加信号源输出至频谱仪上中频信号数值大于背景噪声12dBm为止，此时信号源输出功率即输入信号为接收机灵敏度：-106dBm（RBW100kHz）

图2方法二 测试框图

方法三：用信号源产生调制脉冲，同时在接收机输出端接频谱仪，测试连接如图3所示。频谱仪采用0 SPAN功能，频率设为60MHz，单位为电压，检测方式为峰值；设置marker1标记背景噪声顶部，marker2标记脉冲噪声底部，打开marker table。调整信号源载波功率，直到marker1和2的值相等，读出信号源功率，即为切线灵敏度：-97dBm

图3方法三 测试框图

结论与分析：

一、民航规范中所提到的灵敏度指标和测量方法，简单实用，符合指定规范时的实际情况，却也有局限性：采用不同型号的示波器进行测量时，由于底噪差异，所测结果也会有区别。此外，由于需要人工进行读数，噪声“相切”的判定会因人而异。

二、噪声系数测量方法，无需人工读数，避免了读数产生的误差，测量较为准确，但受到温度等因素影响较大，且所用测试仪器普及程度不高，专用性较强。该仪表除了测量噪声系数没有其他用途，故购置性价比不高。

三、采用底噪+12dB的测试方法，受底噪幅度影响很大，而RBW(分辨力带宽)的设置直接影响接收机的底噪幅度，这就导致不同的RBW值情况下，测得的灵敏度差别较大。所测结果虽然“达标”，但与其他方法比较，结果相差较大，可认为是由于底噪不稳定导致。

四、采用频谱仪0 SPAN功能测量。0 SPAN相当于在单一频点进行时域扫描，这一点与示波器有相似之处，同时又可以通过设置标记，寻找信号噪声的噪底与背景噪声的噪顶，两者相等时即为严格“相切”。因此认为使用该种方法测得的灵敏度更接近设备的切线灵敏度。

五、借鉴ADS-B灵敏度的测试方法，假想一种灵敏度的评估方法：通过模拟S模式或A/C模式框架脉冲，经过信号源载波调制，输送至和、差、控制3个RF端口，在雷达信号输出端口使用进行抓包。通过计算发包和抓包比例得到解码率。逐步降低信号源功率，当解码率降低至一定值（例如90%）时的信号功率即为灵敏度。该方法更贴近接收机和录取器的真实工作情况，因为录取器能够解码的最小输入信号才最有实际意义。

参考文献：

[1]空中交通管制二次监视雷达系统技术规范MH/T4010-2016

[2]NRIET DLD-100C二次雷达巡检作业指导书

[3]张尉、何康，空管二次雷达，国防工业出版社