前言

隨著雷達技術的發展，雷達的任務不僅是測量目標的距離、方位和仰角，而且還包括測量目標速度，以及從目標回波中獲取更多有關目標的信息。雷達是利用目標對電磁波的發射（或稱為二次散射）現象來發現目標并測定其位置的。老式雷達發射波形簡單，采用機械天線，信號處理簡單。這種雷達存在的問題是抗干擾能力差，無法在復雜環境下使用等問題。

由于航空、航天技術的飛速發展，飛機、導彈、人造衛星及宇宙飛船等采用雷達作為探測和控制手段，對雷達提出了高精度、遠距離、高分辨率及多目標測量要求，新一代雷達對雷達原有技術作了相當大的改進，其中頻率捷變和脈沖壓縮技術、采用編碼擴頻的低截獲概率雷達技術、動態目標顯示和脈沖多普勒技術是非常重要的新技術。20世紀70年代后研制的新型雷達大部分采用了脈沖壓縮的體制。圖1是脈沖壓縮雷達的簡化圖。

圖1：脈沖壓縮雷達簡化圖

圖1中，雷達發射機（Transmitter）采用數字合成或其他技術產生功率脈沖，其波形是脈沖寬度為τ、重復頻率為Tτ的高頻脈沖串。在脈沖內部采用線性調頻或相位編碼調制等技術。雷達接收機（Receiver）把雷達回波下變頻到中頻，通過脈沖壓縮濾波器（Pulse Compression Filter）后，脈沖被壓縮，壓縮的脈沖經過基帶變換器（Synchronous I/Q Detector）變成基帶I與Q信號后使用ADC進行模數轉換，轉換后的數字信號被送到信號處理機進行數字信號處理和分析。

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

寬帶示波器變身寬帶雷達分析儀

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

1、雷達的脈沖參數測試，如上升時間、脈沖寬度及穩定度、脈沖間隔及穩定度等；

2、雷達的脈沖抖動，時鐘、PLL抖動等測試和分析；

3、雷達的脈內初始相位測試；

4、雷達信號的矢量分析；

5、雷達接收機I/Q通道一致性測試；

6、雷達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。結合89601矢量信號分析軟件，分析帶寬最高達到13GHz，成為名副其實的寬帶雷達分析儀。

89601本是用在安捷倫89600系列矢量信號分析儀的分析軟件，現在也可以直接裝在Infiniium示波器內部，結合Infiniium示波器的硬件，進行矢量信號、瞬變信號的分析，把Infinium示波器從時域測試，擴展到頻域，解調域，甚至碼域的測試和分析。圖2是89601結合Infiniium示波器組成的寬帶雷達分析儀的數據處理結構。

圖2：寬帶雷達分析儀的數據處理結構

信號通過電纜或示波器的探頭（使用示波器探頭可以進行在線測試）進入示波器，在示波器內部會先通過衰減器和前置放大器，然后信號被耦合到ADC進行數字化，數字化的波形可以直接進行顯示，或通過I/Q轉換和數字濾波變成I與Q信號（可以直接顯示I與Q信號）；再把時域的數據進行FFT變換得到頻域數據；時域的數據進行解調處理即可進行解調分析，比如顯示星座圖，或顯示碼域數據等。由圖可見，寬帶雷達分析儀實際上是一個硬件與軟件結合的數據采集和數據處理過程，因為ADC有足夠高的實時采樣速率（高達40GSa/s），所以寬帶雷達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學函數編輯，更加強了對矢量信號和雷達信號的分析功能。自定義數學函數包括：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，而且函數對象可以是不同種類的Trace Data蹤跡數據或data register數據寄存器數據。函數之間運算包括：+、-、x、/（加減乘除）。這樣我們可以對捕獲的信號進行各種復雜的數字信號處理運算而不需要把測試結果導出89601，利用其他軟件如Matlab等來處理。