数据链系统罩外辐射功率测量方法研究

    韩应都+邵帆

    摘 要：数据链系统的罩外辐射功率特性对中远程空空导弹在惯性制导段修正信息的接收有 重要意义。由于载机数据链系统天线罩材料的影响，易使天线方向图发生畸变，所以需要通过对 数据链系统罩外辐射特性的测量确定天线罩等对天线方向图的影响程度，评估载机和导弹数据链 系统的匹配情况。主要介绍了在实验室内和装机状态下罩外辐射功率特性测量原理、方法，得到 了实验室内载机数据链系统的罩外辐射特性，以及在装机状态下考虑飞机供电、机体等各种因素 影响后的真实罩外辐射特性。

    关键词：数据链；天线罩；功率测量；方向图

    中图分类号：TN821 文献标识码：A 文章编号：1673-5048（2014）03-0048-03

    StudyonOutRadomePowerMeasurementofDataLinkSystem

    HANYingdu，SHAOFan

    （ChinaAirborneMissileAcademy，Luoyang471009，China）

    Abstract：Theoutradomepowermeasurementofdatalinksystemisimportanttothereceptionofthe modifyinginformationintheinertialguidanceofmidandlongrangeairbornemissile.Duetoairbornedata linksystemsradomematerials，itiseasytomaketheantennapatterndistortion，soneedtodeterminethe degreeofinfluencebymeasuringtheoutradomeradiationcharacteristicsofdatalinksystemandevaluate thematchbetweenaircraftandmissiledatalinksystem.Thispapermainlyintroducesthemeasuringprin cipleandmethodofoutradomepowerinlaboratoryandinstalledstate，andobtainstheoutradomepower ofairbornedatalinksysteminlaboratoryandunderthestateconsideringvariesinfluencefactorssuchas thecarrierbodyandpowersupply.

    Keywords：datalink；radome；powermeasurement；pattern

    0 引 言

    随着机载火控雷达、机载光电探测技术，尤其 是中远距空空导弹的发展，未来空战的模式和战 术发生了巨大的变化，超视距攻击将是主要的作 战模式，超视距空战能力已成为空战武器体系争 夺制空权的必备能力。同时先进载机通过加挂中 远距空空导弹可极大地提高作战能力和战场生存能力。

    中远距空空导弹一般采用中段惯性制导和末 段主动制导相结合的复合制导体制。中段惯性制 导需要由载机雷达不断测量目标运动参数并通过 数据链传给导弹，以补偿惯性制导误差，提高末段 制导时导引头的截获概率。所以载机完成超视距 攻击，需要有数据链的支持[1]。

    载机数据链系统天线罩大多用介质材料做成， 罩壁内外表面会引起电磁波的反射和折射，使天 线的方向图发生畸变。所以需要通过对数据链系 统罩外辐射特性进行测量，确定天线罩等对天线方向图的影响程度，评估载机和导弹数据链系统 的匹配情况。

    1 测量方法概述

    载机数据链系统的罩外辐射特性测量包括两 部分：实验室测试和装机测试。实验室测试主要是 在微波暗室内，对数据链系统的罩外辐射特性进 行测量，确定天线的罩外方向图特性，包括主瓣和 副瓣的位置和宽度，凹口的位置、深度、宽度的位 置等，并评估罩外辐射特性对导弹需求的满足情 况。装机测试主要是在周围无强微波发射体的环 境里，真实的装机状态下，对数据链系统的罩外辐 射特性进行测量。

    在微波暗室内，应用经典高架远场测试方 法，对数据链系统的罩外辐射特性进行测量。实 验室布置要求接收天线（即飞机雷达天线）高度 与发射天线架设高度相同，雷达天线、天线罩及 其附件的相对位置关系与真实装机状态相同[2]。

    2.3 试验设备的标定

    测试前需要将测试系统的各个测试环节进行 标定，包括数据链发射机的输出功率W发、标准信 号源的出口功率W0、发射天线增益G2、测试电缆 损耗L1、发射电缆损耗L3等。

    2.4 测量点

    试验测试的范围：天线俯仰角为±50°，范围内 以5°为间隔；天线方位角在0°～±10°范围内以 0.5°为间隔、在±10°～±50°范围内以1°为间隔， 获得每个点E面和H面的方向图。

    2.5 测试结果

    按公式（4）进行数据处理，得到罩外数据链天 线辐射的有效功率ERP的特性，并与导弹需求进 行对比、分析和评估。结果见图2和图3，它们分 别是E面和H面的方向图，粗实线是导弹对数据 链系统辐射功率的要求。

    3 装机测试

    3.1 测试原理

    选择周围无微波发射体的环境，地面铺设吸 波材料。由数据链系统监控机控制飞机数据链指 令发射系统向空间辐射能量，经过空间衰减、测试 电缆和衰减器，利用接收喇叭接收，用功率计或频 谱仪对功率进行测量，按式（5）计算数据链指令发 射系统的辐射能量。并通过改变接收喇叭的空间 位置，对数据链指令发射系统的罩外辐射特性进 行定性测量。测试系统布局如图4所示。

    3.3 测试点

    照射天线方位0°，俯仰+5°；

    照射天线右侧方位≤40°，俯仰+5°；

    照射天线方位0°，俯仰≤+25°；

    照射天线方位5°，俯仰≥-15°。

    在以上测试点，重复测试，获得数据。

    3.4 测试结果

    图5为频谱仪测得的P测，根据预先标定的接 收喇叭的增益和测试线的损耗、飞机至接收喇叭 的距离，可由式（5）计算出指令发射系统的罩外辐 射功率。

    在开场测试环境下存在各种无法准确标定的 因素，如无法完全吸收的各种发射信号、接收天线 位置等，都会影响到测量的精度。因此在装机测试 条件下，主要是对罩外辐射功率的定性评估，评价 其是否满足导弹的需求。

    4 结 束 语

    通过上述飞机数据链系统的罩外辐射特性的 实验室及装机测试，得到了实验室内载机的罩外 辐射特性，以及在装机状态下考虑了飞机供电、机 体等各种因素影响后的真实罩外辐射特性，对评 估飞机和导弹数据链系统的设计匹配性，以及充 分发挥武器系统综合效能有重要意义。

    参考文献：

    [1]仇文伟，王闯.歼击机配装主动雷达制导导弹关键技 术研究[J].飞机设计，2003（1）.

    [2]于鹭飞.雷达原理[M].西安：西北电讯工程学院出版 社，1984.

    [3]毛乃宏，俱新德.天线测量手册[M].北京：国防工业 出版社，1987.

    [4]汤世贤.微波测量[M].北京：国防工业出版社，1981.

    摘 要：数据链系统的罩外辐射功率特性对中远程空空导弹在惯性制导段修正信息的接收有 重要意义。由于载机数据链系统天线罩材料的影响，易使天线方向图发生畸变，所以需要通过对 数据链系统罩外辐射特性的测量确定天线罩等对天线方向图的影响程度，评估载机和导弹数据链 系统的匹配情况。主要介绍了在实验室内和装机状态下罩外辐射功率特性测量原理、方法，得到 了实验室内载机数据链系统的罩外辐射特性，以及在装机状态下考虑飞机供电、机体等各种因素 影响后的真实罩外辐射特性。

    关键词：数据链；天线罩；功率测量；方向图

    中图分类号：TN821 文献标识码：A 文章编号：1673-5048（2014）03-0048-03

    StudyonOutRadomePowerMeasurementofDataLinkSystem

    HANYingdu，SHAOFan

    （ChinaAirborneMissileAcademy，Luoyang471009，China）

    Abstract：Theoutradomepowermeasurementofdatalinksystemisimportanttothereceptionofthe modifyinginformationintheinertialguidanceofmidandlongrangeairbornemissile.Duetoairbornedata linksystemsradomematerials，itiseasytomaketheantennapatterndistortion，soneedtodeterminethe degreeofinfluencebymeasuringtheoutradomeradiationcharacteristicsofdatalinksystemandevaluate thematchbetweenaircraftandmissiledatalinksystem.Thispapermainlyintroducesthemeasuringprin cipleandmethodofoutradomepowerinlaboratoryandinstalledstate，andobtainstheoutradomepower ofairbornedatalinksysteminlaboratoryandunderthestateconsideringvariesinfluencefactorssuchas thecarrierbodyandpowersupply.

    Keywords：datalink；radome；powermeasurement；pattern

    0 引 言

    随着机载火控雷达、机载光电探测技术，尤其 是中远距空空导弹的发展，未来空战的模式和战 术发生了巨大的变化，超视距攻击将是主要的作 战模式，超视距空战能力已成为空战武器体系争 夺制空权的必备能力。同时先进载机通过加挂中 远距空空导弹可极大地提高作战能力和战场生存能力。

    中远距空空导弹一般采用中段惯性制导和末 段主动制导相结合的复合制导体制。中段惯性制 导需要由载机雷达不断测量目标运动参数并通过 数据链传给导弹，以补偿惯性制导误差，提高末段 制导时导引头的截获概率。所以载机完成超视距 攻击，需要有数据链的支持[1]。

    载机数据链系统天线罩大多用介质材料做成， 罩壁内外表面会引起电磁波的反射和折射，使天 线的方向图发生畸变。所以需要通过对数据链系 统罩外辐射特性进行测量，确定天线罩等对天线方向图的影响程度，评估载机和导弹数据链系统 的匹配情况。

    1 测量方法概述

    载机数据链系统的罩外辐射特性测量包括两 部分：实验室测试和装机测试。实验室测试主要是 在微波暗室内，对数据链系统的罩外辐射特性进 行测量，确定天线的罩外方向图特性，包括主瓣和 副瓣的位置和宽度，凹口的位置、深度、宽度的位 置等，并评估罩外辐射特性对导弹需求的满足情 况。装机测试主要是在周围无强微波发射体的环 境里，真实的装机状态下，对数据链系统的罩外辐 射特性进行测量。

    在微波暗室内，应用经典高架远场测试方 法，对数据链系统的罩外辐射特性进行测量。实 验室布置要求接收天线（即飞机雷达天线）高度 与发射天线架设高度相同，雷达天线、天线罩及 其附件的相对位置关系与真实装机状态相同[2]。

    2.3 试验设备的标定

    测试前需要将测试系统的各个测试环节进行 标定，包括数据链发射机的输出功率W发、标准信 号源的出口功率W0、发射天线增益G2、测试电缆 损耗L1、发射电缆损耗L3等。

    2.4 测量点

    试验测试的范围：天线俯仰角为±50°，范围内 以5°为间隔；天线方位角在0°～±10°范围内以 0.5°为间隔、在±10°～±50°范围内以1°为间隔， 获得每个点E面和H面的方向图。

    2.5 测试结果

    按公式（4）进行数据处理，得到罩外数据链天 线辐射的有效功率ERP的特性，并与导弹需求进 行对比、分析和评估。结果见图2和图3，它们分 别是E面和H面的方向图，粗实线是导弹对数据 链系统辐射功率的要求。

    3 装机测试

    3.1 测试原理

    选择周围无微波发射体的环境，地面铺设吸 波材料。由数据链系统监控机控制飞机数据链指 令发射系统向空间辐射能量，经过空间衰减、测试 电缆和衰减器，利用接收喇叭接收，用功率计或频 谱仪对功率进行测量，按式（5）计算数据链指令发 射系统的辐射能量。并通过改变接收喇叭的空间 位置，对数据链指令发射系统的罩外辐射特性进 行定性测量。测试系统布局如图4所示。

    3.3 测试点

    照射天线方位0°，俯仰+5°；

    照射天线右侧方位≤40°，俯仰+5°；

    照射天线方位0°，俯仰≤+25°；

    照射天线方位5°，俯仰≥-15°。

    在以上测试点，重复测试，获得数据。

    3.4 测试结果

    图5为频谱仪测得的P测，根据预先标定的接 收喇叭的增益和测试线的损耗、飞机至接收喇叭 的距离，可由式（5）计算出指令发射系统的罩外辐 射功率。

    在开场测试环境下存在各种无法准确标定的 因素，如无法完全吸收的各种发射信号、接收天线 位置等，都会影响到测量的精度。因此在装机测试 条件下，主要是对罩外辐射功率的定性评估，评价 其是否满足导弹的需求。

    4 结 束 语

    通过上述飞机数据链系统的罩外辐射特性的 实验室及装机测试，得到了实验室内载机的罩外 辐射特性，以及在装机状态下考虑了飞机供电、机 体等各种因素影响后的真实罩外辐射特性，对评 估飞机和导弹数据链系统的设计匹配性，以及充 分发挥武器系统综合效能有重要意义。

    参考文献：

    [1]仇文伟，王闯.歼击机配装主动雷达制导导弹关键技 术研究[J].飞机设计，2003（1）.

    [2]于鹭飞.雷达原理[M].西安：西北电讯工程学院出版 社，1984.

    [3]毛乃宏，俱新德.天线测量手册[M].北京：国防工业 出版社，1987.

    [4]汤世贤.微波测量[M].北京：国防工业出版社，1981.

    摘 要：数据链系统的罩外辐射功率特性对中远程空空导弹在惯性制导段修正信息的接收有 重要意义。由于载机数据链系统天线罩材料的影响，易使天线方向图发生畸变，所以需要通过对 数据链系统罩外辐射特性的测量确定天线罩等对天线方向图的影响程度，评估载机和导弹数据链 系统的匹配情况。主要介绍了在实验室内和装机状态下罩外辐射功率特性测量原理、方法，得到 了实验室内载机数据链系统的罩外辐射特性，以及在装机状态下考虑飞机供电、机体等各种因素 影响后的真实罩外辐射特性。

    关键词：数据链；天线罩；功率测量；方向图

    中图分类号：TN821 文献标识码：A 文章编号：1673-5048（2014）03-0048-03

    StudyonOutRadomePowerMeasurementofDataLinkSystem

    HANYingdu，SHAOFan

    （ChinaAirborneMissileAcademy，Luoyang471009，China）

    Abstract：Theoutradomepowermeasurementofdatalinksystemisimportanttothereceptionofthe modifyinginformationintheinertialguidanceofmidandlongrangeairbornemissile.Duetoairbornedata linksystemsradomematerials，itiseasytomaketheantennapatterndistortion，soneedtodeterminethe degreeofinfluencebymeasuringtheoutradomeradiationcharacteristicsofdatalinksystemandevaluate thematchbetweenaircraftandmissiledatalinksystem.Thispapermainlyintroducesthemeasuringprin cipleandmethodofoutradomepowerinlaboratoryandinstalledstate，andobtainstheoutradomepower ofairbornedatalinksysteminlaboratoryandunderthestateconsideringvariesinfluencefactorssuchas thecarrierbodyandpowersupply.

    Keywords：datalink；radome；powermeasurement；pattern

    0 引 言

    随着机载火控雷达、机载光电探测技术，尤其 是中远距空空导弹的发展，未来空战的模式和战 术发生了巨大的变化，超视距攻击将是主要的作 战模式，超视距空战能力已成为空战武器体系争 夺制空权的必备能力。同时先进载机通过加挂中 远距空空导弹可极大地提高作战能力和战场生存能力。

    中远距空空导弹一般采用中段惯性制导和末 段主动制导相结合的复合制导体制。中段惯性制 导需要由载机雷达不断测量目标运动参数并通过 数据链传给导弹，以补偿惯性制导误差，提高末段 制导时导引头的截获概率。所以载机完成超视距 攻击，需要有数据链的支持[1]。

    载机数据链系统天线罩大多用介质材料做成， 罩壁内外表面会引起电磁波的反射和折射，使天 线的方向图发生畸变。所以需要通过对数据链系 统罩外辐射特性进行测量，确定天线罩等对天线方向图的影响程度，评估载机和导弹数据链系统 的匹配情况。

    1 测量方法概述

    载机数据链系统的罩外辐射特性测量包括两 部分：实验室测试和装机测试。实验室测试主要是 在微波暗室内，对数据链系统的罩外辐射特性进 行测量，确定天线的罩外方向图特性，包括主瓣和 副瓣的位置和宽度，凹口的位置、深度、宽度的位 置等，并评估罩外辐射特性对导弹需求的满足情 况。装机测试主要是在周围无强微波发射体的环 境里，真实的装机状态下，对数据链系统的罩外辐 射特性进行测量。

    在微波暗室内，应用经典高架远场测试方 法，对数据链系统的罩外辐射特性进行测量。实 验室布置要求接收天线（即飞机雷达天线）高度 与发射天线架设高度相同，雷达天线、天线罩及 其附件的相对位置关系与真实装机状态相同[2]。

    2.3 试验设备的标定

    测试前需要将测试系统的各个测试环节进行 标定，包括数据链发射机的输出功率W发、标准信 号源的出口功率W0、发射天线增益G2、测试电缆 损耗L1、发射电缆损耗L3等。

    2.4 测量点

    试验测试的范围：天线俯仰角为±50°，范围内 以5°为间隔；天线方位角在0°～±10°范围内以 0.5°为间隔、在±10°～±50°范围内以1°为间隔， 获得每个点E面和H面的方向图。

    2.5 测试结果

    按公式（4）进行数据处理，得到罩外数据链天 线辐射的有效功率ERP的特性，并与导弹需求进 行对比、分析和评估。结果见图2和图3，它们分 别是E面和H面的方向图，粗实线是导弹对数据 链系统辐射功率的要求。

    3 装机测试

    3.1 测试原理

    选择周围无微波发射体的环境，地面铺设吸 波材料。由数据链系统监控机控制飞机数据链指 令发射系统向空间辐射能量，经过空间衰减、测试 电缆和衰减器，利用接收喇叭接收，用功率计或频 谱仪对功率进行测量，按式（5）计算数据链指令发 射系统的辐射能量。并通过改变接收喇叭的空间 位置，对数据链指令发射系统的罩外辐射特性进 行定性测量。测试系统布局如图4所示。

    3.3 测试点

    照射天线方位0°，俯仰+5°；

    照射天线右侧方位≤40°，俯仰+5°；

    照射天线方位0°，俯仰≤+25°；

    照射天线方位5°，俯仰≥-15°。

    在以上测试点，重复测试，获得数据。

    3.4 测试结果

    图5为频谱仪测得的P测，根据预先标定的接 收喇叭的增益和测试线的损耗、飞机至接收喇叭 的距离，可由式（5）计算出指令发射系统的罩外辐 射功率。

    在开场测试环境下存在各种无法准确标定的 因素，如无法完全吸收的各种发射信号、接收天线 位置等，都会影响到测量的精度。因此在装机测试 条件下，主要是对罩外辐射功率的定性评估，评价 其是否满足导弹的需求。

    4 结 束 语

    通过上述飞机数据链系统的罩外辐射特性的 实验室及装机测试，得到了实验室内载机的罩外 辐射特性，以及在装机状态下考虑了飞机供电、机 体等各种因素影响后的真实罩外辐射特性，对评 估飞机和导弹数据链系统的设计匹配性，以及充 分发挥武器系统综合效能有重要意义。

    参考文献：

    [1]仇文伟，王闯.歼击机配装主动雷达制导导弹关键技 术研究[J].飞机设计，2003（1）.

    [2]于鹭飞.雷达原理[M].西安：西北电讯工程学院出版 社，1984.

    [3]毛乃宏，俱新德.天线测量手册[M].北京：国防工业 出版社，1987.

    [4]汤世贤.微波测量[M].北京：国防工业出版社，1981.