毫米波線性調(diào)頻測距實驗系統(tǒng)

探測制導(dǎo)與信息對抗是兩個具有國防特色的本科專業(yè)，如何結(jié)合學(xué)校專業(yè)優(yōu)勢和學(xué)科特色培養(yǎng)學(xué)生的理論基礎(chǔ)和專業(yè)實踐有機結(jié)合的綜合能力是廣大教育者一直追求的目標(biāo)。南京理工大學(xué)探測與控制工程系針對探測制導(dǎo)與信息對抗兩個專業(yè)培養(yǎng)計劃，精心設(shè)計了十個綜合實驗，將教師的科研成果同教學(xué)內(nèi)容有機結(jié)合，設(shè)計制作了相應(yīng)的教學(xué)和實驗儀器設(shè)備并編寫了實驗指導(dǎo)教材，為學(xué)生深入理解課堂教學(xué)理論和培養(yǎng)動手實踐能力提供了有效實驗平臺。主要包括毫米波輻射探測與隱身、反隱身實驗系統(tǒng)、毫米波線性調(diào)頻測距實驗系統(tǒng)、通信干擾與抗干擾實驗系統(tǒng)、無線電引信探測與干擾實驗系統(tǒng)、GPS定位與干擾、抗干擾實驗系統(tǒng)、導(dǎo)航綜合實驗系統(tǒng)、信息傳輸加解密實驗系統(tǒng)等。

線性調(diào)頻是毫米波雷達(dá)探測基本體制之一，對于初學(xué)者如何理解探測距離、差頻信號以及調(diào)制信號之間的關(guān)系對于理解線性調(diào)頻探測原理、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計以及探測系統(tǒng)實現(xiàn)等至關(guān)重要。

針對上述研究內(nèi)容并結(jié)合探測制導(dǎo)和雷達(dá)等國防特色專業(yè)教學(xué)內(nèi)容的需求，設(shè)計了毫米波線性調(diào)頻測距實驗系統(tǒng)，旨在通過本系統(tǒng)實驗直觀地驗證課堂教學(xué)內(nèi)容，促進學(xué)生對雷達(dá)探測、線性調(diào)頻測距以及線性調(diào)頻雷達(dá)參數(shù)設(shè)計和系統(tǒng)實現(xiàn)等相關(guān)內(nèi)容的深入理解和掌握。

系統(tǒng)主要由毫米波線性調(diào)頻雷達(dá)、角散射器、小車等自制儀器和信號源、示波器等通用儀器組成，如圖1所示。

毫米波線性調(diào)頻雷達(dá)工作在ka波段，包括天線、TR組件、信號處理等模塊，可以實現(xiàn)目標(biāo)距離的精確探測;角散射器模擬被測目標(biāo)，角散射器裝在小車滑軌上可完成運動目標(biāo)的模擬。通過示波器可以監(jiān)測雷達(dá)獲取的差頻信號隨著距離的變化而變化，同時可以改變調(diào)頻雷達(dá)VCO調(diào)制信號的波形以及頻率來觀察回波差頻信號的變化，并同理論計算所得差頻信號和距離進行比較。通過上述模塊的有效組合，可以完成目標(biāo)散射特性模擬(角散射器)、線性調(diào)頻雷達(dá)目標(biāo)探測、線性調(diào)頻測距信號處理以及線性調(diào)頻雷達(dá)參數(shù)設(shè)計等實驗。

本系統(tǒng)由實際科研成果轉(zhuǎn)換過來，在兼顧專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容的同時，具有毫米波雷達(dá)技術(shù)的前沿性。系統(tǒng)操作簡單，靈活，通過不同的組合設(shè)計，可完成多個原理和教學(xué)內(nèi)容的實驗驗證和演示。