毫米波线性调频测距实验系统

 

探测制导与信息对抗是两个具有国防特色的本科专业，如何结合学校专业优势和学科特色培养学生的理论基础和专业实践有机结合的综合能力是广大教育者一直追求的目标。南京理工大学探测与控制工程系针对探测制导与信息对抗两个专业培养计划，精心设计了十个综合实验，将教师的科研成果同教学内容有机结合，设计制作了相应的教学和实验仪器设备并编写了实验指导教材，为学生深入理解课堂教学理论和培养动手实践能力提供了有效实验平台。主要包括毫米波辐射探测与隐身、反隐身实验系统、毫米波线性调频测距实验系统、通信干扰与抗干扰实验系统、无线电引信探测与干扰实验系统、GPS定位与干扰、抗干扰实验系统、导航综合实验系统、信息传输加解密实验系统等。

线性调频是毫米波雷达探测基本体制之一，对于初学者如何理解探测距离、差频信号以及调制信号之间的关系对于理解线性调频探测原理、系统参数设计以及探测系统实现等至关重要。

针对上述研究内容并结合探测制导和雷达等国防特色专业教学内容的需求，设计了毫米波线性调频测距实验系统，旨在通过本系统实验直观地验证课堂教学内容，促进学生对雷达探测、线性调频测距以及线性调频雷达参数设计和系统实现等相关内容的深入理解和掌握。

系统主要由毫米波线性调频雷达、角散射器、小车等自制仪器和信号源、示波器等通用仪器组成，如图1所示。

毫米波线性调频雷达工作在ka波段，包括天线、TR组件、信号处理等模块，可以实现目标距离的精确探测;角散射器模拟被测目标，角散射器装在小车滑轨上可完成运动目标的模拟。通过示波器可以监测雷达获取的差频信号随着距离的变化而变化，同时可以改变调频雷达VCO调制信号的波形以及频率来观察回波差频信号的变化，并同理论计算所得差频信号和距离进行比较。通过上述模块的有效组合，可以完成目标散射特性模拟(角散射器)、线性调频雷达目标探测、线性调频测距信号处理以及线性调频雷达参数设计等实验。

本系统由实际科研成果转换过来，在兼顾专业课程教学内容的同时，具有毫米波雷达技术的前沿性。系统操作简单，灵活，通过不同的组合设计，可完成多个原理和教学内容的实验验证和演示。