机载电子对抗装备射频通道性能检测技术分析

余炜坤，严堰，唐张千

（西南电子设备研究所，四川成都，610036）

0 前言

随着电子技术的飞速发展，机载电子对抗装备结构日益复杂，功能日益优化，在机载电子对抗装备运行过程中不可避免地会出现一些问题，如机载电子对抗装备反馈信号出现问题等。此时，就需要对机载电子对抗装备的射频通道性能进行检测，判定是否因射频通道出现故障而导致反馈信号出现问题。但是传统基于预设发射功率发送信号的射频通道检测存在较大局限性，检测过程较为复杂，检测成本较高。因此，结合机载电子对抗装备的特殊性，分析装备射频通道性能的检测技术非常必要。

1 机载电子对抗装备与射频通道概述

1.1 机载电子对抗装备

机载电子对抗装备是飞机（或直升机）上用于削弱、破坏敌对方电子装备效能并保证己方电子装备正常发挥效能的多种装备的统一称谓，包括电子干扰装备、电子对抗侦查装备两种。前者主要用于干扰破坏敌对方信息交互、火控系统、雷达系统的正常作业；后者则用于搜索、截获敌对方电子装备的电磁辐射信号，为推进电子防御、电子干扰、辐射源摧毁提供信息支持。

1.2 射频通道

射频表示可在300kHz～300Ghz频率范围内辐射到空间的电磁频率。射频通道（RF Channel）包括接收通道、发射通道两个主要部分，由射频、射频低噪声放大器几个部分组成。射频通道将射频晶体管、微机电系统、数字电路进行了有机集成，可以提供可变中心频率的滤波、可变带宽的放大以及自适应调整增益服务，实现前端性能最优。在机载电子对抗装备运行过程中，射频通道具有以下功能：不受强干扰信号影响，持续从事侦查工作；多种工作模式选择，多通道接收信号，并根据外部控制信号类型进行通道侦查接收方式的变更；根据接收机带宽，进行接收信号带宽的自适应改变；根据大功率信号特点，自动侦查接收周边微弱信号；接收信号时，自适应增加或减少通道中增益。

2 机载电子对抗装备射频通道的性能检测技术

2.1 机内自检测技术

机内自检测技术是我国多数机载电子对抗装备自带技术，可以对射频通道性能完成初步检测。该技术主要是由机载电子对抗装备内部自检测电路，配合专业软件，检测射频通道参数，判断射频通道是否存在故障，在确定射频通道存在故障风险后进行故障隔离。常见的机内自检技术包括集中式自检、分布式自检两种形式，前者强调向中央处理机集中传输采集的多种射频通道故障信息，可满足处理数据量小、处理速度低的机载电子对抗装备，但因样本数据采集电路走线较长，极易存在中心处理相互干扰、虚假警报的情况；后者强调依托机载电子对抗装备内主要分机自带的自检电路，在分机面板中显示检测结果，适用于结构复杂的机载电子对抗装备。但因机内主要分机自检电路无法覆盖馈线、天线等射频通道，检测结果存在缺陷。

2.2 原位检测技术

根据机载电子对抗装备射频通道的工作原理，为了实现原位检测，需要综合考虑信号接收、检波、调制、射频放大、发射几个环节。以2600M频段为例，不同频段可以选择不同的定向耦合器，配合双工器共焊盘设计以及PI衰减调节，实现增益调整。同时利用共封装的形式，进行放大器的匹配电感、匹配电容设计，促使检验波器件、射频放大、数控衰减均覆盖含2600M频段在内的多个频段，如900M、2100M等。其中在检波通道增益设计时，需要依据典型增益/衰减进行数控衰减器、开关、放大器、定向耦合器调节，而PI衰减则需要依据输入射频信号、输出射频信号功率进行判定。具体增益分配如下：

表1 机载电子装备射频通道接收信号链路增益分配

在天线端口输入最大信号25dBm时，检波器信号功率可以达到-3.8dBm；在天线端输入最小信号-56dBm时，检波器信号功率为-65dBm，均可满足检波器功率检测需求。同理，在检测射频通道输出端口时，可以进行通道PI衰的调整，促使射频通道增益变更，进而保证发射信号→检波器端口功率可检测。具体如表2所示：

表2 机载电子装备射频通道发射信号链路增益分配

如表2所示，在天线端口发射功率输入最大信号25dBm时，可以将功率折算为定向耦合器输出口，配合数控衰减器插入损耗25.6dBm，得到达到检波器之前的功率9.6dBm。但因微带走线、内置量化误差、器件间匹配等误差的存在，实际增益会低于设计值。

2.3 信号辐射检测技术

信号辐射检测技术是一种以机载电子对抗装备射频通道整体性能为对象的检测技术，即以机载天线由外界接收信号为出发点，判定机载电子通道射频通道“端到端”的性能。比如，在“端到端”整体检测理念指导下，为了检测机载电子对抗装备通道的灵敏度，可以将射频天线、馈线、射频接收机视为一个“接收整体”，由射频接收天线输出端进行装备射频接收系统灵敏度的定义。进而经一测试天线向机载天线辐射测试信号，机载天线接收由测试天线辐射而来的信号后，经传输馈线传输到机载电子对抗装备射频前端接收机，在接收机内进行信号处理，持续缩减信号源输出信号功率值，直至信号接收机无法接收到测试信号[1]。此时，进入射频接收系统的功率就为射频接收天线、到达射频接收天线信号功率的和，而可接收整体测试信号功率最小值为信号源输出功率、接收天线增益值、发射天线增益值的和（去除电缆线损耗功率、电磁波在空间传播衰减功率后）。

信号辐射检测技术虽然可以实现整体机载电子对抗装备射频通道性能“端到端”检测，但对人为操作精确度具有极其严苛的要求。比如，在安装飞机垂尾天线时，应在保证天线轴心线、水平方向重合的基础上，控制天线与地面之间距离在3.0～7.0m之间，一旦天线轴心线校准不当或天线与地面距离控制不当，就会导致极大的射频通道性能误差。

2.4 手持终端测试技术

手持终端测试技术可对机载电子对抗装备射频通道的精度、灵敏度进行检测，并模拟射频通道运行模式，核查机载电子对抗装备交联是否正常。在手持终端测试技术应用时，需要操作者通过手持终端发送控制指令，信号耦合器可以耦合一部分机载电子对抗装备上射频终端发射的射频脉冲信号，耦合后传送给主机，完成信号处理的同时对射频脉冲信号进行屏蔽、隔离、吸收，杜绝泄露问题。与此同时，由测试设备主机对信号耦合器传送的射频脉冲信号进行功率调整、限幅、快速检波处理，进而进行延时处理以及载波调制、功率调整，实现回波信号模拟。在这个基础上由发射天线将模拟回波信号向机上无线电高度表接收天线辐射。根据辐射信号，判定射频通道性能。

用于机载电子对抗装备射频通道性能检测的手持终端内置蓝牙无线通信模块与WiFi模块，外置USB有线接口，且具有TFT触摸屏，可以在飞机内完成对测试装备的控制，随时观察机载电子对抗装备射频通道的性能。同时通过以板载天线的方式实现手持终端、数字处理单元信息交互，可以由无线收发IC完成本地总线协议转换、无线信号协议转换工作。

2.5 离位二线检测技术

离位二线检测技术主要依托ATE（自动检测设备），可以在促使机载电子对抗装备脱离飞机（或直升机）的前提下，单独分析每一个组成分机性能指标，判定每一独立分机实际状况，精准划定故障部分。但在离位二线检测模式下，因检测对象为每一个独立分机，无法判定机载电子对抗装备整体性能，再加上机载电子对抗装备数量较多、电缆交联复杂，需要多次拆卸安装，不仅给地勤工作者造成了极大的负担，而且增加了射频电缆损伤风险，甚至因人为安装失误而埋下安全隐患。

2.6 天线耦合器检测技术

天线耦合器检测技术主要是利用由吸波材料、屏蔽外壳、内部测试天线组成的射频天线耦合器，将其固定在机载电子对抗装备射频天线上，并将射频电缆连接到天线耦合器测试接口。

因天线耦合器内部测试天线、机载电子对抗装备的相对位置固定，可以规避远场辐射检测方法中地面测试位置不确定问题，获得可重复性佳、一致性高的测试结果。同时通过射频天线耦合器外壳屏蔽外界电磁波、内壁吸收反射信号功能的发挥，营造一个相对纯净的射频通道性能测试环境，将射频通道从虚假射频信号、电磁环境中脱离，降低测试数据泄露风险。

2.7 远场辐射检测技术

远场辐射测试法适用于对射频通道性能要求不高的情况，可以通过在机翼、机腹、机背、垂直尾翼等多个位置布置大量机载天线，配合接收天线（后右、后左、前右、前左）、仰附上天线、仰附下天线，完成测试。

远场辐射测试技术主要采用多天线滞回电压比较电路进行射频通道性能判决，因电路存在回差电压，仅需保证基准电压点电平周边干扰电压在回差电压以内，就可以控制输入信号电压受扰时电路输出状态的跳变。但较强的滞回比较电路抗干扰能力也决定了较弱的灵敏度。

3 机载电子对抗装备射频通道性能检测技术的优缺点对比

根据表3中总结的机载电子对抗装备射频通道检测技术优劣，检测人员可以恰当选择，保证射频通道性能的精准判定。

表3 机载电子对抗装备射频通道性能检测技术的优缺点对比

4 总结

现代战争条件下，机载电子对抗装备发挥着更大的优势，也面临着电磁信号混杂、威胁目标密集、雷达特征信号变化繁多等威胁，导致装备射频通道性能极易遭受干扰。因此，应从机载电子对抗装备射频通道入手，对其性能进行及时、全面、深入的检测。根据检测结果进行射频通道维护方案的优化完善，提高射频通道整体性能，减少对后端信号数字化处理的压力，保证机载电子对抗装备正常发挥功能。