雷达维修士官专业“雷达原理”实验课程建设研究

李延辉　张东霞　简涛

摘 要：从满足雷达维修专业士官岗位需求出发，在分析现有“雷达原理”课程实验教学体系存在的问题基础上，提出了实验体系建设思路，设计了针对性的实验模式，最后给出了建设方案。

关键词：士官 雷达原理 实验课程 实验模式 建设方案

“雷达原理”课程是我校警戒引导雷达维修、航空管制雷达维修专业大专士官专业基础必修课程。该课程涉及的内容多、知识面广、难度较大。如何针对士官学员特点，采取合适的教学模式、教学方法进行相应的教学实践，一直是我们探素的目标。本文着重从 “雷达原理”课程出发，探讨实验课程体系的雪达技术课程现有实验教学体系存在的问题。^[1]

一、雷达原理课程现有实验教学体系存在问题

1.实验内容与岗位需求不贴近

根据新修订的教学大纲人才培养方案规定，对雷达维修专业官应当着力培养雷达维修维护等实践技能，专业理论够用就行。但是在以往的际教学过程中，理论课程教学时间所占比重过大，而且实验教学出发点也主要是对理论课程教学的补充，离部队实际岗位需求的内容还存在一定的差距。学员学习过程中，往往感到学非所用，导致学习兴趣不大，学习效果不好。^[2]

2.实验内容与部队装备不贴近

我校学习“雷达原理”课程的士官学员毕业后主要从事雷达的维修与保障。从部队现有雷达装备来看，其中全相参雷达、全固态雷达相控阵雷达等新体制雷达已经得到了广泛应用;一些新技术、新器件如DDS技术、脉冲压缩技术、T/R组件、数字接收机等已经运用到了多种雷达型号当中。相比而言，有相关实验内容中很多未跟上这种转变，与部队装备的实际有一定差距。

3.实验模式相对单一

现有的课程实验模式以验证性实验为主，学员只是根据实验内容按照规定的线路连接与实验方法、实验步骤进行相关的实验。根据多年的教学实践来看，这种模式往往让学员感到是机械地重复实验，在实验中并未很好地与相关雷达原理理论课程结合，难以建立起感性认识，难以从实践环节加深理解与掌握相关雷达原理理论课程的基本概念。

二、雷达原理课程实验体系建设思路

雷达原理课程实验的基本要求是：士官学员通过实验对雷达各个分系统（包括天馈线系统、收发系统、信号处理与终端系统等）的基本原理有进一步的认识;掌握各分系统的基本组成、工作过程、信号流程、工作特点;掌握对应参数的测量方法。为此，我们按照贴近部队、贴近岗位、贴近装备的思路，本着突出基础性、实践性、针对性、先进性的原则进行建设。

三、实验模式设计

1.演示性实验

演示性实验可以帮助学生建立雷达各分系统的整体和直观认识，它包括雷达各分系统整机工作状态、信号流程的演示实验以及各部件的分解、安裝演示实验。

2.验证性实验

验证性实验可以帮助学生理解雷达各分系统工作原理、掌握主要的参数测量方法。

3.交互性实验

交互性实验以雷达产生的信号源头为起点。首先是信号的产生，其次是对信号的功率进行放大，经过雷达的馈线天线辐射到空中，遇到目标反射回来再进入到雷达的接收机，之后进行信号处理以及数据处理，最后再进行终端显示。在整个雷达工作的全过程、各阶段均可以进行交互、干预与测试对比分析。

四、实验建设方案

实验体系包括天馈线实验、发射实验、接收实验、收发组件实验信号处理与终端实验、伺服与电源等系列实验。具体方案及要求如下。^[3]

1.天馈线实验

（1）线天线与抛物面天线实验：熟悉雷达天线结构组成、线天线与面天线的工作原理;进一步理解天线增益、方向图等的概念;掌握天线增益、水平方向图、垂直方向图、馈源偏焦方向图的测量方法;掌握测量仪表（功率计、选频放大器）约正确使用方法。

（2）相控阵天线实验：熟悉相控阵天线结构组成、工作过程、工作原理、工作特点;进一步理解相控阵天线波束扫描、增益、方向图等的概念;掌握相阵天线的增益、方向图的测量方法;掌握测量仪表（功率计、示波器）的正确使用方法。

（3）波导实验：熟悉雷达几种典型波导结构组成、特点、应用场合与工作性能;进一步理解波导内电磁波沿波导壁电场与磁场的分布规律;掌握雷达波导波长、阻抗和不同负载情况下驻波比、阻抗、功率以及沿线场强分布情况的测量方法;掌握测量仪表（频率计、电流表、功率计）的正确使用方法。

（4）传输线（同轴线）测量实验：熟悉雷达传输线（同轴线）结构组成、特点、应用场合与工作性能;掌握雷达传输线波长、频率、阻抗和不同负载情况下驻波比、沿线电压分布情况的测量方法;掌握测量仪表（频率计、电流表、功率计）的正确使用方法。

2.发射实验

（1）时域参数测量实验：熟悉雷达发射机结构组成、工作原理、信号流程、操作使用方法;熟悉雷达发射机射频脉冲信号类型;掌握信号时域主要技术参数（脉宽、重复周期、占空比、信号包络）测量方法;掌握测量仪表（示波器）的正确使用方法。

（2）频域参数测量实验：熟悉实验用脉冲雷达发射机组成、工作原理、操作方法;熟悉脉冲雷达发射机主要频域参数（工作频率及其频率稳定度、工作频率范围、发射机射频脉冲调制信号带宽）测量方法;掌握测量仪表（示波器、频谱仪）的正确使用方法。

（3）功率参数测量实验：熟悉发射机功放模块组成、工作原理、技术特点熟悉发射机功放模块主要技术参数（增益、各功放支路增益、幅相特性）的测量方法;掌握测量仪表（示波器、频谱仪）的正确使用方法。

3.接收实验

（1）增益、带宽、频响曲线测量实验：掌握雷达接收机结构组成、工作原理操作使用方法、信号流程;掌握点频法和扫频法测量接收机增益、带宽及频响曲线的方法;掌握信号源和频率特性测试仪的使用方法。

（2）噪声系数与灵敏度测量实验：掌握雷达接收机结构组成、工作原理、操作使用方法、信号流程;加深对接收机噪声系数、灵敏度概念的理解;掌握噪声系数、灵敏度的测量方法;掌握信号源和噪声系数测量仪的使用方法。

（3）相位检波器实验：加深对模拟、数字接收机结构组成、工作原理、信号流程的掌握;加深对正交相参检波器工作原理的理解;掌握正交相参检波器I视频或Q视频输出波形以及接收机正常视频输出波形观测;掌握信号源和示波器的使用方法。

4.收发组件实验

（1）发射组件测量实验

掌握雷达T/R组件结构组成、工作原理、信号流程、工作特点;熟悉收发组件发射脉冲波形信号类型;掌握信号时域参数（脉宽、重复周期、占空比、信号包络波形）、频域参数（工作频率、信号带宽、频谱）与功率参数（脉冲功率平均功率）的测量方法;了解发射支路增益、幅相一致性的测量方法;掌握示波器、频谱分析仪操作使用方法。

（2）接收组件测量实验

掌握雷达T/R组件结构组成、工作原理、信号流程、工作特點;掌握接收支路噪声系数、增益等参数的测量方法;了解接收通道幅相一致性等参数的测量方法;掌握示波器、频谱分析仪基本操作方法。

5.信号处理与终端实验

（1）雷达信号形式与脉冲压缩实验：熟悉雷达信号处理系统结构组成信号流程、工作特点;掌握相关参数设置、波形测试、波形分析、处理结果分析的方法;熟悉单一载频矩形脉冲信号波形、线性调频脉冲信号波形及频谱特性脉冲压缩的过程;了解分析理想脉压结果和加权脉压结果的方法。

（2）动目标显示/检测实验：熟悉雷达信号处理系统结构组成、信号流程、工作特点;掌握影响动目标显示和动目标检测结果的相关参数的设置;理解两脉冲和三脉冲动目标显示及动目标检测的方法;理解变T方法解决动目标显示中盲速的方法。

（3）恒虚警处理实验：熟悉雷达信号处理系统结构组成、信号流程、工作特点;掌握影响恒虛警处理效果的相关参数的设置;理解恒虛警处理的方法;深入理解发现概率、虚警概率等概念。

（4）雷达数据处理方法实验：熟悉雷达数据处理系统结构组成、处理流程、工作特点;掌握影响雷达数据处理效果的目标信号及雷达参数的设置;了解根据实验结果修正航迹处理算法的方法。

结语

“雷达原理”系列实验可以使士官学员较快地建立起雷达各分系统的感性认识，加深对课堂理论教学内容的理解与掌握。学员在掌握相关仪器仪表使用方法约基础上，学会测量雷达的主要技术参数，为贴近实际装备，形成装备的维修能力打好理论与实践基础。

参考文献

[1]郭勇，刘国强，刘高攀.以本科评价为契机加强实验室建设与管理[C]王卫国.第五次军队院校实验室建设与发展学术研讨会论文集.北京：国防工业出版社，2007：48-49.

[2]王琴，黄金权.适应任职教育需求的天线实验课程改革的探讨[C]王卫国.第八次军队院校实验室建设与发展学术研讨会论文集.北京：国防工业出版社，2010.150-152.

[3]李晓峰.面向任职需求的士官机电课程实验体系建设[J].空军雷达学院学报，2012（2）：153-155.

作者简介

李延辉（1972—），男，硕士，副教授，研究方向为雷达系统、雷达新技术、雷达装备及电子防御。