一種抗干擾評估系統的去嵌入校準研究

孫昊　宋思源

摘? 要：某種抗干擾評估試驗系統以網絡化射頻信道模擬的方式，在實驗室條件下通過模擬產生準確、受控的通信對抗干擾環境，在系統和網絡層面實現數據鏈裝備的系統性能指標的測試和系統效能評估驗證工作。目前，該試驗系統某些關鍵指標缺乏校準方法，且測量精度達不到相應的要求，該研究立足于消除校準過程中所插入的網絡通路對駐波比等參數的影響，提高各參數校準精度，確保其指標準確可靠。

關鍵詞：數據鏈去嵌入? 校準? 抗干擾評估系統

中圖分類號：G843 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）05（c）-0001-02

Abstract： Some kind of anti-interference evaluation system use the method of network RF channel simulation to produce accurate communication environment， complete test and evaluation work of the data link equipment at system and network level. At present， there is no calibration method for some important index， and the test precision is difficult to meet the requirements. This text based on removing the effect of network path in the process of calibration， improve the accuracy of the test， ensure the index is reliable.

Key Words： Data linkde-embedding; Calibration; Anti-interference evaluation system

復雜電磁環境是現代信息化戰場的重要特征之一，它直接影響著信息化裝備性能和效能發揮。數據鏈系統是構建全軍網絡信息體系中指控、火力和保障環路的核心。然而，隨著部隊的不斷深入使用以及不斷涌現的新功能需求，對于數據鏈系統裝備在戰場環境中的通信對抗性能提出了更高的要求，使得通信對抗干擾環境下的數據鏈系統性能和效能發揮成為了亟需回答和定量解決的問題。為此，出現了相應的抗干擾評估試驗系統用以在貼近實戰的環境下驗證數據鏈的系統性能，并進行效能分析。

數據鏈抗干擾評估試驗系統通過數字化仿真與半實物模擬真實的戰場環境，考慮敵我干擾、地形環境、平臺機動條件、天線覆蓋性等因素對信號傳輸的影響，引入網絡化射頻信道模擬器，對網絡中存在的問題進行復現和定位，檢驗在役裝備、驗證新研設備或協議。對數據鏈系統進行恢復測試、安全測試、強度測試和性能測試，并對測試數據鏈進行綜合分析，實現數據鏈系統性能的準確測試、全面評估。

1? 抗干擾評估試驗系統結構

抗干擾評估試驗系統主要由端機模擬器、網絡化射頻模擬單元、通信對抗模擬單元、鏈路監測單元、控制單元組成。

網絡化射頻信道模擬單元通過級聯的方式擴展實現多通道的射頻信道模擬，每個網絡化射頻信道模擬單元都有時鐘同步接口和觸發輸入和輸出接口，兩個單元通過參考信號同步，并且通過觸發信號進行控制，實現可擴展的信道仿真。

2? 校準系統通路單元結構

網絡化射頻信道參數涉及到多端口、多路徑損耗、延時等狀態，因此必須設計網絡化射頻單元來完成快速自動化校準。網絡單元完成校準系統通路的自動切換，保證系統工作的高度自動化。從射頻互聯網絡校準時的系統設計方案出發，構造校準系統的信號通道結構，進而確定射頻網絡單元內部開關矩陣網絡的通路結構，它的實質為具有程控功能的開關矩陣結合后端信號調理模塊，它的結構如圖所示，共需64個功分器、26個程控開關，其結構如圖2所示。

在進行設計要考慮所嵌入的射頻通路對于校準結果的影響;端口電壓駐波比校準時端口延伸的影響;射頻連接電纜的屏蔽效能對于校準結果的影響;不同通路的隔離特性對于校準結果的影響。

3? 去嵌入校準方法

從減小測量不確定度的角度考慮，測試端口的終端匹配采用高精密的寬帶負載和高性能開關，因為開關性能的一致性直接影響著測試裝置的測量不確定度。與此同時，在對數據鏈設備的S參數進行校準時，需要消除網絡單元對測試結果的影響，保證系統的完全匹配，減小網絡單元的S參數特性對校準結果的影響。

為準確測量數據鏈系統的傳輸與反射特性，消除射頻網絡單元對測試結果的影響，該文使用靜態法進行去嵌入處理。靜態法指的是測量結果需經后期計算而不能在網絡分析儀上實時顯示的測量方法，采用去嵌入處理來消除射頻網絡單元的影響，使用轉移散射參數（T參數）矩陣來完成去嵌入計算。

去嵌入法利用測試時插入兩端口網絡的數學模型，并通過數學計算從總的測量結果中去除插入網絡的影響。從S參數測試網絡連接中，去除插入網絡的過程可以用轉移散射參數來完成。

如圖3所示，數據鏈系統兩端被稱為被測件平面，網絡分析儀兩端被稱為測量平面，使用網絡單元的測量結果是在測量平面得到的，被測件實際值應該在器件平面進行測量。被測件平面與測量平面之間的開關網絡、電纜等分別被稱為A網絡和B網絡，對于級聯網絡可以使用T參數進行計算，T參數與S參數變換公式如下所示。

使用射頻網絡單元之后測量得到T參數為：

根據公式即可得到放大器的S參數，此方法一般分為以下4個步驟。

（1）用網絡分析儀分別測量出A網絡、B 網絡、被測件3個部分級聯的S參數。

（2）將得到的S參數轉換為T參數。

（3）得到被測件的T參數。

（4）把得到的T參數轉換為S參數。

此方法可以使用ADS仿真軟件，由網絡分析儀測量得到相應網絡的S2P文件，使用公式為：

Interconn_CAL=ttos（inverse（stot（A.S））*stot（A_Interconn_B.S）*inverse（stot（B.S）））

式中，函數ttos（）表示T矩陣轉換為S矩陣，stot（）表示S矩陣轉換為T矩陣，inverse（）表示矩陣的逆運算。

4? 結語

去嵌入法應用于該項目，可以很好地去除網絡通路對S參數的影響，對于高精度的測試和校準具有重要的意義。

參考文獻

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