雷达技术论文范文

下面小编整理了一些《雷达技术论文范文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。摘要：概述了国内雷达维修设备的发展历程，通过对雷达维修的根本任务和实现目标出发，来对雷达维修诊断技术进行探析。随着科学技术的飞速发展，测量雷达装备呈现出高度信息化、自动化、智能化和系统化的发展趋势，雷达系统的复杂性也越来越高，设备的维护难度也逐渐增加，针对雷达进行行之有效的故障诊断，对于保持雷达装备的战斗力以及良好的作战状态具有重要意义。

第一篇：雷达技术论文范文

航空雷达数据总线技术研究

摘要：雷达数据总线是雷达设备内部以及雷达设备与雷达通信设备之间的公共信息传输通道。它是雷达系统的重要组成部分，其性能在雷达系统中起着重要作用使用总线技术。系统结构可以大大简化。通过提高系统兼容性、开放性、可靠性和可维护性来降低系统成本。在航空雷达数据总线上。串行总线是应用最广泛的类型。它具有连接性低、界面简单、成本低等特点，广泛应用于雷达设备与雷达通信设备之间的公路。

关键词：雷电总线;航空;数据总线技术;信息通路

前言

雷达是现代信息战争中最重要的信息采集设备。随着无线电领域新技术的出现和传播，我国在目标环境和电磁环境中都面临着越来越大的挑战。今后，为了在复杂的电磁环境中生存和有效，雷达不仅必须将其硬件平台数字化，而且还必须使用软件定义其功能。总线技术是软件雷达的关键技术。雷达体系结构基于标准总线和通用总线接口，因此研究雷达总线技术很重要。

一、总线技术分析

提供不同的总线技术来解决不同的问题，通常只适用于某些领域。理想的软件雷达总线需要大量的寻址空间、高吞吐量和卓越的实时处理能力。最好不要要求延长总线长度以方便升级的扩展和维护。软件雷达的实时特性由它对具体雷达事件的响应时间决定，与软件雷达系统的内部总线长度无关。但是，由于雷达收发的电磁信号的传输速度，增加总线长度将不可避免地导致反应时间增加。有许多因素影响公共通路的性能。一般来说，汇流排的效能是以下列几个因素来衡量：1)最大频宽：2)数据传输的最大粒度;3)时钟同步模式;4)可扩展性;5)拓扑等。

VME和PCI是并行总线，而PCI-E和串行I/o是串行总线。如表所示，PCI-E和串行I/o性能明显优于VME和PCI，VME和PCI并行总线性能受到负载增加的严重影响，而PCI-E和串行I/o性能受到负载增加的影响，因为它们是点对点传输。 它有自己的专用传输通道，不会影响性能，因此对于开放系统和可扩展软件雷达。

二、雷达内总线

1.RS-232C总线

RS-232C总线是美国电子工业协会1969年制定的串行物理接口标准，用于数据传输速率介于0到20，000 bps之间的通信。此标准中的串行通信接口问题。例如，信号线的功能和电气特性得到明确界定。通讯设备制造商生产符合Rs-232标准的通讯设备。因此，它被广泛用作计算机串行通信接口的标准。在串行通信中，根据数据流采用不同的分段、同步和同步方法。串行通信可分为异步串行通信和同步串行通信。异步串行通信广泛应用于雷达内部总线。在异步串行通信中。传输字符出现在数据流中的相对时间是任意和随机的，以确保异步通信的准确性。您必须找到一种方法来同步接收方与发送方之间随机传输的字符。此方法以字符数据格式设置开始位和结束位。发件人先发送一个开始位，然后发送一个或多个结束位，最后发送一个或多个结束位。当接收器检测到开始位时，它知道字符已经到达并且必须接收它。检测到停止位时，字符结束。此通信模式使用开始和结束位来同步字符。这称为开始和结束数据格式。

2.RS-422A总线

RS-422标准的全称是“平衡电压数字接口电路电气特性”，是一种常见的接口总线。采用均衡传输技术，在传输速度、传输距离、抗干扰性能等方面优于RS-232C。最大数据传输速率为10。传输距离现在为120米。您可以通过适当地降低传输速率来增加通信距离，例如，以mbit速度，距离可达1200米。100米长的扭矩上通常可用的最大传输速度是LMB/ s，差分计算是相同速度下传输距离长度的主要原因，这是RS-232的根本区别。RS - 422中电气特性和逻辑电平的定义基于两条输电线路之间的电位差。

3.3RS-485总线

随着计算机的广泛使用，分布式控制系统应运而生，迫切需要一辆能够在多个地点和远距离进行通信的公共通路。基于RS-422标准。EIA开发了RS-485总线标准，支持多点、长距离和高接收灵敏度。它允许在简单扭矩上进行双向多点通讯。它的噪音消除能力、数据传输速率、电缆长度和可靠性与其他标准相比是前所未有的。这辆公共通路被广泛接受的另一个原因是它的平凡化。RS - 485标准仅定义接口的电气特性。它不是电缆或连接器协议。在此基础上，用户可以建立自己的高级通信协议。

三、雷达外总线

1.ARINC429总线

ARINC429总线是美国航空无线电公司(ARINC)制定的与航空电源系统通信的航空工业标准。ARINC429是在飞机电子系统之间传输数字数据的标准格式。它没有考虑到不同供应商的航空和电力系统之间接口的复杂性，有效解决了旧的ARINC419规格中的许多矛盾和冲突，为系统互连提供了统一的平台，并确保了电子设备之间数据通信的标准化和标准化。

2.MIL-STD-1553B总线

MIL-STD-1553B总线的全名是飞机上的多路复用控制数据總线。这是一种集中式的定时串行总线，其特点是分布式处理、毛巾控制和实时响应。其可靠性机制包括错误预防、容错、错误侦测和定位、错误隔离、错误修正、系统监控和系统还原。使用双冗馀系统。两条传输通道提供良好的容错能力和良好的故障隔离。因此这辆公共通路性能很好该网络广泛用于航空、空间、导航和其他武器装备。

结束语

综上所述可知，雷达内部总线是指雷达设备内部分机之间使用的总线。它主要有三种形式：RS-232C、RS-422A和RS-485。雷达外总线是雷达设备与通信设备之间使用的总线，主要包括ARINC429、MIL-STD-1553B等。只了解各种总线的性能特点和使用方法。以了解雷达的通信和工作特点。

参考文献

[1]刘迎欢.ARRINC429协议和与之对应的俄罗斯标准的比较[J].航空电子技术，2002，33(1)：12-15.

作者：刘军 周正 韦冠廷

第二篇：雷达维修诊断技术探析

摘 要：概述了国内雷达维修设备的发展历程，通过对雷达维修的根本任务和实现目标出发，来对雷达维修诊断技术进行探析。随着科学技术的飞速发展，测量雷达装备呈现出高度信息化、自动化、智能化和系统化的发展趋势，雷达系统的复杂性也越来越高，设备的维护难度也逐渐增加，针对雷达进行行之有效的故障诊断，对于保持雷达装备的战斗力以及良好的作战状态具有重要意义。对于雷达这种精密并且复杂的设备进行故障定位与诊断，仅仅依靠诊断维修人员运用传统方法进行故障诊断和排除具有较大的局限性。本文从虚拟技术在雷达维修诊断上的应用以及智能化技术在雷达维修诊断两种技术来进行深度分析和探讨。

关键词：雷达;维修诊断;虚拟技术;智能化

随着现代社会科学技术飞速的发展，与此相对应的是测量雷达各项技术指标及其自动化程度也在不断的提高，对其进行高效快速的故障诊断，对于提高雷达战斗力装备，及其良好的作战状态具有重要意义。但对于这样复杂的设备进行故障源的故障定位和充分暴露，僅仅依靠诊断维修人员运用传统方法进行排除和故障诊断具有较大的局限性。在执行试验任务前和日常维护修理中，需要对参试测控装备的性能进行有针对性的检测以及检查，以便评估雷达日常工作测控装备的运行状况。特别是针对站点多、试验航区大、参试的测控装备数量多，装备技术保障难度大，分布的地域广，在雷达检测中，单台测控装备出现故障后采用传统的维修保障模式，技术人员现场解决，不仅人力花费大，而且工作效果也已经跟不上时代的步伐，已不能满足日益复杂的测控装备技术保障需求。

一、雷达维修诊断的意义与作用

雷达的起源是从20世纪40年代开始的，当时正处于第二次世界大战期间，美国人研制了一种采用圆锥扫描技术、具有中等测量精度、用于火炮控制的SCR一584的雷达，领先全球实现了对火炮射击的控制以及对空中飞行目标的连续自动跟踪能力。随着卫星、导弹、航天技术的快速发展，老式中等精度的跟踪雷达已经逐渐满足不了不断发展的跟踪测量技术的要求，因此在20世纪50年代后期精密跟踪雷达诞生了。二十世纪中期，美国成功研制开发出首台高精度单脉冲跟踪雷达，从而开创了精密跟踪测量雷达广泛发展以及应用的时代。直至今日，精密跟踪雷达不仅广泛地应用于各类试验靶场(武器系统效能评估)以及各类武器控制(火控)，而且还广泛地用于各种远程空间跟踪、探测和识别领域，以及最先进的武器控制系统。在另一方面，国民经济领域，诸如气象探测、交通控制等方面，跟踪雷达的应用也越来越繁多。

雷达维修保障系统是由满足装备维修彼此相互联系的、所需要的一切维修保障资源构成的一个可靠性高、实用性强、能经济有效地实现装备维修保障功能的整体。雷达系统效能则是反映雷达系统性能的一项重要综合指标，是预期一个雷达系统能满足个别特定任务要求程度的衡量。在战时条件中，雷达维修保障系统效能的高低，能够直接影响到到雷达装备的正确性以及任务的成功与否。因此，良好的雷达维修诊断技术就成为衡量雷达是否能够达到标准，雷达维修保障系统是一种行之有效的维修诊断手段，具有十分重要的意义。

二、虚拟仪器技术在雷达装备维修设备中的应用

传统的雷达维修已经日渐跟不上雷达仪器精密化的步伐，但是虚拟仪器作为基于标准总线技术和计算机的模块化系统，由通用模块化功能模块、计算机以及控制软件这三个板块所组成。维修操作人员能够通过图形化编程语言以及用户界面来控制仪器的运行，对需要维修雷达的待测量信号进行采集、判断、分析、存储、显示以及数据反馈，虚拟仪器软件能够及时地将计算机仪器硬件和硬件资源有机地融合为一体，从而把仪器测量控制能力和计算机数据处理能力予以结合，通过软件实现数据的存储、显示以及分析处理。运用虚拟仪器技术不仅能够降低仪器硬件的成本，还节约了操控平台的空间。虚拟软件是仪器维修的核心，从本质上反映了虚拟仪器的特征。以计算机技术为基础的虚拟仪器系统进一步融合了网络信息时代更成熟、更庞大的技术，极大地拓宽了虚拟仪器的应用空间。由此可见，利用虚拟仪器的优点，能够设计基于虚拟技术的雷达诊断测试设备，并且对信息化战争的适应性强，提高在这种条件下对电子装备的维修保障设备的要求。

通过对虚拟软件的设计，能够实现的系统软件功能如下：资源配置、系统管理、系统扩展等;故障定位、隔离及故障处理;为雷达维修人员提供手动、自动测试和仪器独立使用等多种工作方式;测试数据处理、分析与显示;系统的自检;测试程序开发、执行、管理;测试数据保存到数据库，并能生成测试报告。

由于大部分雷达设备维修的测试环境比较复杂，对设备要求较高，需要其测试的灵活性、扩容性更高，虚拟软件的设计应考虑到操作界面、执行、生成报告、记录、测试模块、故障诊断模块等，系统测试对象众多，其对应的测试点也比较密集，通过将众多测试点装置成一个综合的测试库，电信号的测量模块包括直流交流的电压、电流、频率等，微波信号的测量模块包括频率、信号频宽、镜像抑制、连续波功率、接收机灵敏度、脉冲频谱、带内起伏等。将虚拟软件与远程监控结合起来，可以为维修人员提供一个可视化的窗口，使用者能够通过远程监控，对各参数、信号、开关等进行调试，能够在最短时间内对雷达装置的各部件进行检测，根据反馈回来的数据，系统能够对收集的数据进行分析和评估，准确的找到故障位置，并将故障分析报告发送至控制中心，不仅操作方式简单，且维修效率较高。

三、智能诊断技术雷达装备维修设备中的应用

近年来，各种机器的智能化越来越频繁，智能也是当前社会高科技越来越发达的产物，现在雷达诊断技术蓬勃发展，为雷达装备的故障诊断开辟了一条可观的前景。对现代雷达装备故障诊断应用智能诊断技术，是当前雷达装备维修保障研究的热点以及重点问题。现代雷达装备的系统结构日趋复杂，但依然具有明显的层次性特点，即可按分系统、整机系统、各分系统功能单元、元器件、电路板的顺序逐层向下扩展，进行逐一检查诊断。系统结构的层次性，势必使故障也具有层次性的特点。因此，采用智能化分层次分模块的诊断设计能够大大降低诊断的复杂程度。智能化的诊断技术的拥有多种方式的融合，应遵循相互弥补缺点，充分发挥各自优势的原则，找到各种诊断技术的“最佳结合点”。通过对现代雷达故障、结构、特征及各类智能诊断技术的特点分析，从智能化的角度分析，使用神经网络解决知识复杂故障推理和获取的“瓶颈”难题，智能化的系统主要包括预处理模块、知识库、实时数据库、知识库、模糊推理机和数据库管理系统、解释模块、学习模块和人机接口。预处理模块的主要任务是完成诊断信息的采集、和特征数据的模糊化、特征提取处理。人机接口则是专门向雷达装备维修人员和领域专家实现对诊断系统进行管理、控制的渠道。解释模块负责向用户解释诊断过程和分析结果。

采用智能诊断技术在雷达装备维修设备的过程中，要根据智能系统的实际情况出发，充分考虑到参数要求、门限设置、系统性能等相关因素，保证系统能够正常的投入到现场中运作，对于存在不合理的地方，及时作出反应，在第一时间将其修正。一般情况下，在实际的雷达设备维修中，将智能维修系统进行准确的调试后，尤其是系统自检电平、天线驻波保护、接收机这几个环节，都是需要多次验证后才能投入实际应用。智能诊断技术应用在雷达装备维修設备中，意味着雷达设备维修逐渐走向现代化、系统化、智能化，能够根据系统设定的流程来进行操作，自动准确的检测出故障，并对故障发生的原因进行评价，有助于雷达设备后期维修的准确性、有效性。虽然我国在智能诊断技术在雷达装备维修设备的应用经验比较丰富，通过加强对这方面的探讨和分析，有利于提高雷达设备维修的科学性、先进性。

四、结束语

综上所述，从雷达维修保障系统的实现目标以及根本任务来看，雷达维修以及保护的最终目标就是实现缩短维修保障时间、维修人员技能以及保障人员数量要求尽可能少、维修保障效果尽可能好以及保障费用尽可能低。即雷达维修保障系统的整体性能可从费用、时间、人员和维修效果等方面进行综合评估。

(1)时间指标

时间是体现雷达诊断以及维修的一种重要指标，其基本要求是在保证完成维修任务的前提下所需时间尽可能少。在雷达诊断与维修过程中，维修保障系统的耗费时间主要包括故障修复时间、故障诊断时间、系统响应时间以及备件等待时间等。

(2)费用指标

如果能够在满足维修保障任务的前提，那么第二个目标就是降低雷达诊断与维修所需要的费用。因此，雷达诊断与维修费用也是评价维修保障系统优劣的一个重要指标，好的雷达诊断与维修系统能够运用最小的费用支出，获得最大的维修保障效益。根据雷达维修保障实践，整个维修保障系统的费用主要包括维修保障系统的维修总费用、构建费用、备件费用、人员差旅费用、因故障和管理费用造成的损失等费用。

本文从现代雷达维修诊断的根本任务和实现目标出发，运用虚拟系统以及智能化的系统来对雷达维修诊断进行充分的分析和探讨，对现代社会雷达维修诊断具有重大的意义。

参考文献：

[1]张永祯，周晶晶，林慧贞.便携式雷达维修辅助设备的设计与实现[J].现代雷达，2013(07)：63-66.

[2]庞斌.雷达故障诊断专家系统的设计和实现[D].吉林大学，2013.

[3]丁立群，赵锡溱，董文雷.雷达维修保障远程技术支援信息系统设计与实现[J].仪器仪表用户，2011(01)：14-16.

[作者简介]钟茂彬(1969.06-)，男，福建武平人，本科，工程师，研究方向：无线电技术。

作者：钟茂彬

第三篇：基于地基雷达技术的大坝变形监测技术研究

摘 要：本文基于笔者从事大坝变形监测的相关工作经验，以最新的地基雷达干涉测量技术应用于大坝变形监测为研究对象，论文选取某水电站大坝为研究对象，探讨了具体的监测思路和数据处理分析方法，结论表明，基于地基雷达技术监测获取的是区域性大面积形变信息，相对传统单点监测信息量更大，可以提取高精度的变形信息。

关键词：大坝 变形监测 地基雷达 INSAR

大坝及边坡稳定性问题是当前我国大型水利工程建设中的一个关键工程技术难题。传统的精密水准仪、全站仪以及GPS等大地测量方法仅能获取单个监测点的变形信息，很难满足水利工程灾害预测的实际需要。基于星载平台的SAR干涉技术受雷达视角、失相干和大气延迟的限制，无论是常规SAR干涉法还是更为先进的SAR影像时间序列探测法都难以胜任，具体原因有：(1)SAR影像时空失相干使干涉相位质量差，降低变形监测的可靠性;(2)卫星重访周期长，变形监测时间分辨率低;(3)山区坡度大，容易形成图像阴影;(4)星载SAR视角固定，部分变形体无法监测到;(5)山区高差大，大气延迟误差大。近十年来，人们将干涉平台从空中移至地面，开发了地基合成孔径雷达干涉( GBINSAR)变形监测新技术，该技术基于微波主动成像方式获取监测区域二维影像，能在几分钟内获取数平方公里高精度、高时空分辨率的变形信息。本文在分析GBINSAR变形监测系统及其成像特点的基础上，对隔河岩大坝进行GBINSAR变形监测试验，并将结果与同期的垂线监测结果进行对比。

1 GBINSAR成像与变形监测

1.1 GBINSAR成像

地基SAR系统由雷达传感器、滑动轨道、计算机和供电模块组成，图1为意大利IDS公司与弗洛伦萨大学联合研制的IBIS-L(image by interferometirc survey)系统，该系统利用安装在滑动轨道上的传感器模块生成、发射和接收雷达信号，用USB接口连接计算机，通过传感器在滑动轨道上的滑动产生合成孔径效果，地基SAR以固定的视角不断地发射和接收回波信号，经过聚焦处理后形成极坐标形式的二维SAR影像。在影像像元内，距离向分辨率是固定的，而方位向分辨率与像元夹角及目标距离有关，通过距离向和方位向的结合，监测区域被分割成若干个二维的小单元，距离越远，方位向分辨率越低。由于地基SAR发射雷达波束，并根据地表反射回波的接收顺序记录并处理成SAR影像，这样距离近的反射目标就先被记录下来，这种成像模式导致了SAR图像中的透视收缩、顶底位移和雷达阴影等几何形变现象，给地基SAR影像解译造成困难。图2为这几种几何畸变的示例。

1.2 地基SAR变形监测

设地基SAR两次测量中目标发生视线向变形，考虑到大气延迟以及测量噪声的影响，两次测量的相位差表示为：

2 IBIS-L变形监测试验与结果分析

2.1 测区概况与数据采集

某大坝为“上重下拱”重力拱坝，坝顶高程206m，最大坝高151m，坝顶弧长648m;溢流段位于坝的中部，共设7个表孔，4个深孔和2个放空兼导流底孔，表孔堰顶高程 181.8m，尺寸为12m×18.2m;深孔孔底高程134m，尺寸为4.5m×6.5m;底孔孔底高程95m，尺寸为4.5m×6.5m，各孔口均用弧形闸门控制操作。电站厂房位于右岸河滩阶地上;左岸是300t级垂直升船机，中间错船渠长400m，宽30 m。

IBIS-L采集点位于大坝下游左岸1300m处，采用连续监测模式，从2013年7月27日20时到8月2日11时，历时5天14小时48分钟。数据采集范围为-45°～45°，距离0～1299.8 m，分辨率分别为0.252°和0.50m，共获取地基SAR影像1330景。

2.2 数据处理与分析

考虑到方位分辨率与距离有关，将原SAR影像用极坐标表示，P1～P4分别对应A～D区域，Pt1、Pt6、Pt12位于坝体上，Pt3、Pt8、Pt14位于表孔泄洪闸上，R为高相干像元。可以清晰地解译出坝体A及7个表孔、右岸电站及边坡阶梯B、左岸升船机及错船渠D，特别地，位于大坝下游的4排锚桩C反射信号明显。变形监测干涉处理采用直连组合方式获取干涉图。数据处理时像元选择的质量控制标准为：热噪声信噪比大于15.0dB，估计信噪比大于10.0dB，时间相干系数大于0.50，相位稳定系数大于0.5。由于影像之间的干涉基线为零，干涉相位包含了监测目标雷达视线向的形变、大气延迟误差以及观测噪声。

生成目标P1～P4的雷达视线向相位时间序列，可以看出：(1)相位变化非常大，变化范围为-35～50mm;(2)相位变化在18时左右最小，随后逐渐增大，在次日0时左右达到最大，并维持到7时左右，随即急剧减小，至18时达到最小值;(3)相位变化明显以1天为周期;(4)从相位波动幅度看，距离监测点最远的P3波动幅度最大，P1和P4波动幅度最小，根据隔河岩大坝监测组提供的大坝中部15号坝段PL15 垂线的监测数据，整个监测过程中坝体变形量很小，这与 IBIS-L的变形结果相比存在明显的系统误差，由于在变形分析中采用了高质量的像元，可以忽略相位噪声对结果的影响，根据式(3)，这种误差是由雷达视线向的大气延迟随时间的变化引起。

相位变化曲线的日周期性反映了雷达视线向大气延迟随气温、气压及相对湿度的变化，这种变化在1300m的距离上最大可达85mm。另外，大气扰动与雷达视线向距离有关，距离越远影响越大。因此，利用GBSAR进行水利工程变形监测必须考虑大气扰动的影响。

考虑大气延迟相位在雷达视线向的一致性，选择稳定区域高相干像元作为参考点，将其他像元与参考点求差以消除大气影响，为此在大坝右岸靠近坝体的基岩处选取高相干像元R作为参考点，去除大气影响后可以看出：(1)大气延迟相位消除明显。(2)所有点都存在沿水流向的径向位移，且水位上升时，径向位移向下游增大。(3)坝体上点位的变形速率在0.2mm/d左右，明显小于表孔内泄水闸0.6mm/d的变形速率，这说明水位上升时，表孔泄水闸发生了相对较大的变形。(4)6d的监测时间内坝体总体变形约1.2mm，坝体 形变速率与垂线监测速率(0.197mm/d)结果相当。(5)变形序列中还存在较小的周期性大气扰动。

3 结论

(1)GBINSAR 监测获取的是区域性大面积形变信息，相对传統单点监测信息量更大。(2)影响GBINSAR变形监测精度的主要因素是雷达视线向大气扰动(如气温、气压和相对湿度的变化)，该大坝变形监测试验结果表明，在 1300m的距离上大气扰动的影响可达85mm，其大气扰动与雷达传播距离有关，距离越远影响越大。(3)用稳定参考点法消除大气影响后，GBINSAR变形监测结果与垂线监测结果一致性较好。(4)采用GBINSAR技术监测的大坝表孔泄洪闸变形量大于坝体变形，且随着库区水位的增长，变形沿水流向逐渐增大。

参考文献

[1] 李健，雷随，田智慧，等.十进制线性四叉树的点云数据格网索引方法研究[J].测绘科学，2015，40(4).

[2] 王举，张成才.基于三维激光扫描技术的土石坝变形监测方法研究[J].岩土工程学报，2014，36(12)：2345-2350.

作者：余波