脈沖雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)射高功率信號(hào)脈沖，發(fā)射中斷時(shí)間用于接收回波信號(hào)。在許多脈沖雷達(dá)系統(tǒng)中，發(fā)射脈沖的載波頻率保持不變，而脈沖重復(fù)間隔（PRI）和脈沖寬度（PW）是可變的。

PRI決定不模糊距離；PRI越大，不模糊距離越大。未調(diào)制脈沖寬度決定到目標(biāo)的最小作用距離和距離分辨率。較窄的脈沖能夠檢測(cè)較近的距離并提高距離分辨率，即將目標(biāo)分為多個(gè)子單元，但是它們需要更大的頻譜寬度。脈沖越寬，每個(gè)脈沖發(fā)射的能量越多，因此能到達(dá)更遠(yuǎn)距離。

脈沖分析

頻譜分析儀一直是分析雷達(dá)信號(hào)的工具。它們通常有比示波器更寬的頻率范圍，能夠精確測(cè)量脈沖內(nèi)部信號(hào)的相位和頻率，這些很難用簡(jiǎn)單的、基于功率測(cè)量的脈沖分析儀實(shí)現(xiàn)。近幾年，頻譜分析儀在分析帶寬上取得了飛速進(jìn)步。現(xiàn)在，羅德與施瓦茨公司的R&S FSW信號(hào)和頻譜分析儀可提供高達(dá)2GHz的分析帶寬，和高達(dá)67GHz的頻率范圍。因此，它能夠分析非常短的脈沖。

要分析現(xiàn)今的雷達(dá)信號(hào)， R&S FSW信號(hào)和頻譜分析儀需要提供足夠的靈活性。例如，海洋和空中監(jiān)視雷達(dá)經(jīng)常變換它們的工作模式。在搜索模式、截獲模式和跟蹤模式中使用不同的PRI和PW，因?yàn)樵谶@些模式中需要在測(cè)量精度、最小和最大作用距離以及距離分辨率間進(jìn)行不同的權(quán)衡取舍。進(jìn)一步的技術(shù)還有脈沖內(nèi)部的相位或頻率調(diào)制，包括脈沖壓縮技術(shù)。

圖1 R&S FSW-K6 脈沖分析軟件的結(jié)果表格，顯示每個(gè)脈沖的關(guān)鍵參數(shù)，如上升時(shí)間、脈沖寬度、 PRI和頻率。

圖2 在20s的分析時(shí)間里，顯示了所分析的雷達(dá)系統(tǒng)以3種不 同模式工作的情況。

對(duì)于雷達(dá)發(fā)射機(jī)的開發(fā)、優(yōu)化和故障排除，必須用很長(zhǎng)時(shí)間來(lái)描述脈沖串。要檢測(cè)偶發(fā)事件，或檢測(cè)類似溫度漂移的微小但持續(xù)效應(yīng)，最好用長(zhǎng)達(dá)幾分鐘時(shí)間連續(xù)捕獲和觀察所有發(fā)射的脈沖。

此外，干擾雷達(dá)的常用手段是距離選通門拖引。雷達(dá)脈沖被記錄并加時(shí)間延遲后發(fā)射，其脈沖功率比來(lái)自目標(biāo)飛行器自然散射脈沖的更高（或許脈沖形狀和頻率還會(huì)發(fā)生改變）。雷達(dá)接收機(jī)鎖定到較強(qiáng)的回波，分辨單元最終完全脫開目標(biāo)飛行器。如果回放被突然停止，雷達(dá)接收機(jī)需要重新調(diào)整電平，并再次回到搜索、截獲和跟蹤模式。這種智能干擾技術(shù)和對(duì)策的開發(fā)和優(yōu)化也需要記錄和分析長(zhǎng)雷達(dá)脈沖序列。

R&S FSW 能夠處理這類問(wèn)題，并提供必要功能，例如快速識(shí)別雜散輻射、低相位噪聲以及作為軟件工具運(yùn)行在分析儀上、提供深度信號(hào)分析的脈沖分析功能，從而使它成為雷達(dá)系統(tǒng)開發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中必不可少的工具。

圖1顯示配有 R&S FSW-K6 脈沖分析軟件的 R&S FSW的雷達(dá)脈沖分析結(jié)果。以200MHz采樣率，捕獲PRI為100μs，寬度為1 μs 脈沖。該表顯示了選定脈沖圖形，并顯示每個(gè)脈沖的關(guān)鍵參數(shù)列表，如上升時(shí)間、脈沖寬度、PRI和頻率。這些圖形顯示了單個(gè)選定脈沖的頻率、幅度和相位相對(duì)于時(shí)間的變化情況。該分析軟件能夠更深入分析一些脈沖參數(shù)，如上升時(shí)間和下降時(shí)間、停留時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、過(guò)沖等。

分段捕獲

當(dāng)所需的高采樣率與有限的捕獲緩存能力同時(shí)面臨時(shí)，總體上降低了無(wú)縫捕獲和分析的時(shí)間。作為解決方案，為R&S FSW-K6 脈沖分析軟件配備了高效的存儲(chǔ)器管理，以應(yīng)對(duì)長(zhǎng)時(shí)間脈沖趨勢(shì)分析的要求。在停頓期間僅存噪聲是脈沖信號(hào)的自然屬性。故可通過(guò)忽略停頓期間的噪聲來(lái)擴(kuò)大總捕獲時(shí)間。

一個(gè)增加總觀察時(shí)間的簡(jiǎn)單但有效算法是：一旦某個(gè)功率電平觸發(fā)捕獲，在用戶定義的時(shí)間段內(nèi)，保存I/Q數(shù)據(jù)并對(duì)其打時(shí)間戳。此外，也保存一定數(shù)量的預(yù)觸發(fā)數(shù)據(jù)。直至下一個(gè)觸發(fā)事件到來(lái)之前，忽略所有其他數(shù)據(jù)。若采用典型的1%工作比，可將最大觀察時(shí)間大體擴(kuò)大100倍。

實(shí)際上，采用50%的預(yù)觸發(fā)捕獲和2倍于脈沖周期的單個(gè)脈沖捕獲時(shí)間，最大記錄時(shí)間可擴(kuò)展50倍。低占空比甚至能進(jìn)一步擴(kuò)展最大記錄時(shí)間。分段I/Q捕獲可由外部觸發(fā)器或者中頻功率觸發(fā)器觸發(fā)。

評(píng)估趨勢(shì)參數(shù)

捕獲許多連續(xù)的脈沖可以分析參數(shù)的變化趨勢(shì)和其在脈沖間發(fā)生的變化。圖2顯示在20s捕獲時(shí)間內(nèi)脈沖寬度隨脈沖數(shù)量變化的情況。這表明該雷達(dá)系統(tǒng)以3種不同模式工作（1、2和3 μs脈寬），各模式以隨機(jī)順序出現(xiàn)。如果不采用分段捕獲，這個(gè)采用200MHz采樣率信號(hào)的最大捕獲時(shí)間僅為2.3秒，根本不足以觀察到不同模式的圖案。

分段捕獲通過(guò)忽略脈沖間的停頓，增加了總分析時(shí)間。跨多個(gè)脈沖發(fā)生的現(xiàn)象（如改變模式）變得可見，從而可以輕松分析參數(shù)可變的復(fù)雜雷達(dá)系統(tǒng)。