李延輝　張東霞　簡(jiǎn)濤

摘 要：從滿足雷達(dá)維修專業(yè)士官崗位需求出發(fā)，在分析現(xiàn)有“雷達(dá)原理”課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系存在的問(wèn)題基礎(chǔ)上，提出了實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)思路，設(shè)計(jì)了針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，最后給出了建設(shè)方案。

關(guān)鍵詞：士官 雷達(dá)原理 實(shí)驗(yàn)課程 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?建設(shè)方案

“雷達(dá)原理”課程是我校警戒引導(dǎo)雷達(dá)維修、航空管制雷達(dá)維修專業(yè)大專士官專業(yè)基礎(chǔ)必修課程。該課程涉及的內(nèi)容多、知識(shí)面廣、難度較大。如何針對(duì)士官學(xué)員特點(diǎn)，采取合適的教學(xué)模式、教學(xué)方法進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)實(shí)踐，一直是我們探素的目標(biāo)。本文著重從 “雷達(dá)原理”課程出發(fā)，探討實(shí)驗(yàn)課程體系的雪達(dá)技術(shù)課程現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系存在的問(wèn)題。^[1]

一、雷達(dá)原理課程現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系存在問(wèn)題

1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與崗位需求不貼近

根據(jù)新修訂的教學(xué)大綱人才培養(yǎng)方案規(guī)定，對(duì)雷達(dá)維修專業(yè)官應(yīng)當(dāng)著力培養(yǎng)雷達(dá)維修維護(hù)等實(shí)踐技能，專業(yè)理論夠用就行。但是在以往的際教學(xué)過(guò)程中，理論課程教學(xué)時(shí)間所占比重過(guò)大，而且實(shí)驗(yàn)教學(xué)出發(fā)點(diǎn)也主要是對(duì)理論課程教學(xué)的補(bǔ)充，離部隊(duì)實(shí)際崗位需求的內(nèi)容還存在一定的差距。學(xué)員學(xué)習(xí)過(guò)程中，往往感到學(xué)非所用，導(dǎo)致學(xué)習(xí)興趣不大，學(xué)習(xí)效果不好。^[2]

2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與部隊(duì)裝備不貼近

我校學(xué)習(xí)“雷達(dá)原理”課程的士官學(xué)員畢業(yè)后主要從事雷達(dá)的維修與保障。從部隊(duì)現(xiàn)有雷達(dá)裝備來(lái)看，其中全相參雷達(dá)、全固態(tài)雷達(dá)相控陣?yán)走_(dá)等新體制雷達(dá)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用;一些新技術(shù)、新器件如DDS技術(shù)、脈沖壓縮技術(shù)、T/R組件、數(shù)字接收機(jī)等已經(jīng)運(yùn)用到了多種雷達(dá)型號(hào)當(dāng)中。相比而言，有相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中很多未跟上這種轉(zhuǎn)變，與部隊(duì)裝備的實(shí)際有一定差距。

3.實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ较鄬?duì)單一

現(xiàn)有的課程實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ揭则?yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，學(xué)員只是根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容按照規(guī)定的線路連接與實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。根據(jù)多年的教學(xué)實(shí)踐來(lái)看，這種模式往往讓學(xué)員感到是機(jī)械地重復(fù)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中并未很好地與相關(guān)雷達(dá)原理理論課程結(jié)合，難以建立起感性認(rèn)識(shí)，難以從實(shí)踐環(huán)節(jié)加深理解與掌握相關(guān)雷達(dá)原理理論課程的基本概念。

二、雷達(dá)原理課程實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)思路

雷達(dá)原理課程實(shí)驗(yàn)的基本要求是：士官學(xué)員通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)雷達(dá)各個(gè)分系統(tǒng)（包括天饋線系統(tǒng)、收發(fā)系統(tǒng)、信號(hào)處理與終端系統(tǒng)等）的基本原理有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí);掌握各分系統(tǒng)的基本組成、工作過(guò)程、信號(hào)流程、工作特點(diǎn);掌握對(duì)應(yīng)參數(shù)的測(cè)量方法。為此，我們按照貼近部隊(duì)、貼近崗位、貼近裝備的思路，本著突出基礎(chǔ)性、實(shí)踐性、針對(duì)性、先進(jìn)性的原則進(jìn)行建設(shè)。

三、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ皆O(shè)計(jì)

1.演示性實(shí)驗(yàn)

演示性實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生建立雷達(dá)各分系統(tǒng)的整體和直觀認(rèn)識(shí)，它包括雷達(dá)各分系統(tǒng)整機(jī)工作狀態(tài)、信號(hào)流程的演示實(shí)驗(yàn)以及各部件的分解、安裝演示實(shí)驗(yàn)。

2.驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生理解雷達(dá)各分系統(tǒng)工作原理、掌握主要的參數(shù)測(cè)量方法。

3.交互性實(shí)驗(yàn)

交互性實(shí)驗(yàn)以雷達(dá)產(chǎn)生的信號(hào)源頭為起點(diǎn)。首先是信號(hào)的產(chǎn)生，其次是對(duì)信號(hào)的功率進(jìn)行放大，經(jīng)過(guò)雷達(dá)的饋線天線輻射到空中，遇到目標(biāo)反射回來(lái)再進(jìn)入到雷達(dá)的接收機(jī)，之后進(jìn)行信號(hào)處理以及數(shù)據(jù)處理，最后再進(jìn)行終端顯示。在整個(gè)雷達(dá)工作的全過(guò)程、各階段均可以進(jìn)行交互、干預(yù)與測(cè)試對(duì)比分析。

四、實(shí)驗(yàn)建設(shè)方案

實(shí)驗(yàn)體系包括天饋線實(shí)驗(yàn)、發(fā)射實(shí)驗(yàn)、接收實(shí)驗(yàn)、收發(fā)組件實(shí)驗(yàn)信號(hào)處理與終端實(shí)驗(yàn)、伺服與電源等系列實(shí)驗(yàn)。具體方案及要求如下。^[3]

1.天饋線實(shí)驗(yàn)

（1）線天線與拋物面天線實(shí)驗(yàn)：熟悉雷達(dá)天線結(jié)構(gòu)組成、線天線與面天線的工作原理;進(jìn)一步理解天線增益、方向圖等的概念;掌握天線增益、水平方向圖、垂直方向圖、饋源偏焦方向圖的測(cè)量方法;掌握測(cè)量?jī)x表（功率計(jì)、選頻放大器）約正確使用方法。

（2）相控陣天線實(shí)驗(yàn)：熟悉相控陣天線結(jié)構(gòu)組成、工作過(guò)程、工作原理、工作特點(diǎn);進(jìn)一步理解相控陣天線波束掃描、增益、方向圖等的概念;掌握相陣天線的增益、方向圖的測(cè)量方法;掌握測(cè)量?jī)x表（功率計(jì)、示波器）的正確使用方法。

（3）波導(dǎo)實(shí)驗(yàn)：熟悉雷達(dá)幾種典型波導(dǎo)結(jié)構(gòu)組成、特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)合與工作性能;進(jìn)一步理解波導(dǎo)內(nèi)電磁波沿波導(dǎo)壁電場(chǎng)與磁場(chǎng)的分布規(guī)律;掌握雷達(dá)波導(dǎo)波長(zhǎng)、阻抗和不同負(fù)載情況下駐波比、阻抗、功率以及沿線場(chǎng)強(qiáng)分布情況的測(cè)量方法;掌握測(cè)量?jī)x表（頻率計(jì)、電流表、功率計(jì)）的正確使用方法。

（4）傳輸線（同軸線）測(cè)量實(shí)驗(yàn)：熟悉雷達(dá)傳輸線（同軸線）結(jié)構(gòu)組成、特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)合與工作性能;掌握雷達(dá)傳輸線波長(zhǎng)、頻率、阻抗和不同負(fù)載情況下駐波比、沿線電壓分布情況的測(cè)量方法;掌握測(cè)量?jī)x表（頻率計(jì)、電流表、功率計(jì)）的正確使用方法。

2.發(fā)射實(shí)驗(yàn)

（1）時(shí)域參數(shù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)：熟悉雷達(dá)發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)組成、工作原理、信號(hào)流程、操作使用方法;熟悉雷達(dá)發(fā)射機(jī)射頻脈沖信號(hào)類型;掌握信號(hào)時(shí)域主要技術(shù)參數(shù)（脈寬、重復(fù)周期、占空比、信號(hào)包絡(luò)）測(cè)量方法;掌握測(cè)量?jī)x表（示波器）的正確使用方法。

（2）頻域參數(shù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)：熟悉實(shí)驗(yàn)用脈沖雷達(dá)發(fā)射機(jī)組成、工作原理、操作方法;熟悉脈沖雷達(dá)發(fā)射機(jī)主要頻域參數(shù)（工作頻率及其頻率穩(wěn)定度、工作頻率范圍、發(fā)射機(jī)射頻脈沖調(diào)制信號(hào)帶寬）測(cè)量方法;掌握測(cè)量?jī)x表（示波器、頻譜儀）的正確使用方法。

（3）功率參數(shù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)：熟悉發(fā)射機(jī)功放模塊組成、工作原理、技術(shù)特點(diǎn)熟悉發(fā)射機(jī)功放模塊主要技術(shù)參數(shù)（增益、各功放支路增益、幅相特性）的測(cè)量方法;掌握測(cè)量?jī)x表（示波器、頻譜儀）的正確使用方法。

3.接收實(shí)驗(yàn)

（1）增益、帶寬、頻響曲線測(cè)量實(shí)驗(yàn)：掌握雷達(dá)接收機(jī)結(jié)構(gòu)組成、工作原理操作使用方法、信號(hào)流程;掌握點(diǎn)頻法和掃頻法測(cè)量接收機(jī)增益、帶寬及頻響曲線的方法;掌握信號(hào)源和頻率特性測(cè)試儀的使用方法。

（2）噪聲系數(shù)與靈敏度測(cè)量實(shí)驗(yàn)：掌握雷達(dá)接收機(jī)結(jié)構(gòu)組成、工作原理、操作使用方法、信號(hào)流程;加深對(duì)接收機(jī)噪聲系數(shù)、靈敏度概念的理解;掌握噪聲系數(shù)、靈敏度的測(cè)量方法;掌握信號(hào)源和噪聲系數(shù)測(cè)量?jī)x的使用方法。

（3）相位檢波器實(shí)驗(yàn)：加深對(duì)模擬、數(shù)字接收機(jī)結(jié)構(gòu)組成、工作原理、信號(hào)流程的掌握;加深對(duì)正交相參檢波器工作原理的理解;掌握正交相參檢波器I視頻或Q視頻輸出波形以及接收機(jī)正常視頻輸出波形觀測(cè);掌握信號(hào)源和示波器的使用方法。

4.收發(fā)組件實(shí)驗(yàn)

（1）發(fā)射組件測(cè)量實(shí)驗(yàn)

掌握雷達(dá)T/R組件結(jié)構(gòu)組成、工作原理、信號(hào)流程、工作特點(diǎn);熟悉收發(fā)組件發(fā)射脈沖波形信號(hào)類型;掌握信號(hào)時(shí)域參數(shù)（脈寬、重復(fù)周期、占空比、信號(hào)包絡(luò)波形）、頻域參數(shù)（工作頻率、信號(hào)帶寬、頻譜）與功率參數(shù)（脈沖功率平均功率）的測(cè)量方法;了解發(fā)射支路增益、幅相一致性的測(cè)量方法;掌握示波器、頻譜分析儀操作使用方法。

（2）接收組件測(cè)量實(shí)驗(yàn)

掌握雷達(dá)T/R組件結(jié)構(gòu)組成、工作原理、信號(hào)流程、工作特點(diǎn);掌握接收支路噪聲系數(shù)、增益等參數(shù)的測(cè)量方法;了解接收通道幅相一致性等參數(shù)的測(cè)量方法;掌握示波器、頻譜分析儀基本操作方法。

5.信號(hào)處理與終端實(shí)驗(yàn)

（1）雷達(dá)信號(hào)形式與脈沖壓縮實(shí)驗(yàn)：熟悉雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成信號(hào)流程、工作特點(diǎn);掌握相關(guān)參數(shù)設(shè)置、波形測(cè)試、波形分析、處理結(jié)果分析的方法;熟悉單一載頻矩形脈沖信號(hào)波形、線性調(diào)頻脈沖信號(hào)波形及頻譜特性脈沖壓縮的過(guò)程;了解分析理想脈壓結(jié)果和加權(quán)脈壓結(jié)果的方法。

（2）動(dòng)目標(biāo)顯示/檢測(cè)實(shí)驗(yàn)：熟悉雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成、信號(hào)流程、工作特點(diǎn);掌握影響動(dòng)目標(biāo)顯示和動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果的相關(guān)參數(shù)的設(shè)置;理解兩脈沖和三脈沖動(dòng)目標(biāo)顯示及動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)的方法;理解變T方法解決動(dòng)目標(biāo)顯示中盲速的方法。

（3）恒虛警處理實(shí)驗(yàn)：熟悉雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成、信號(hào)流程、工作特點(diǎn);掌握影響恒虛警處理效果的相關(guān)參數(shù)的設(shè)置;理解恒虛警處理的方法;深入理解發(fā)現(xiàn)概率、虛警概率等概念。

（4）雷達(dá)數(shù)據(jù)處理方法實(shí)驗(yàn)：熟悉雷達(dá)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成、處理流程、工作特點(diǎn);掌握影響雷達(dá)數(shù)據(jù)處理效果的目標(biāo)信號(hào)及雷達(dá)參數(shù)的設(shè)置;了解根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果修正航跡處理算法的方法。

結(jié)語(yǔ)

“雷達(dá)原理”系列實(shí)驗(yàn)可以使士官學(xué)員較快地建立起雷達(dá)各分系統(tǒng)的感性認(rèn)識(shí)，加深對(duì)課堂理論教學(xué)內(nèi)容的理解與掌握。學(xué)員在掌握相關(guān)儀器儀表使用方法約基礎(chǔ)上，學(xué)會(huì)測(cè)量雷達(dá)的主要技術(shù)參數(shù)，為貼近實(shí)際裝備，形成裝備的維修能力打好理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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[2]王琴，黃金權(quán).適應(yīng)任職教育需求的天線實(shí)驗(yàn)課程改革的探討[C]王衛(wèi)國(guó).第八次軍隊(duì)院校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與發(fā)展學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2010.150-152.

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作者簡(jiǎn)介

李延輝（1972—），男，碩士，副教授，研究方向?yàn)槔走_(dá)系統(tǒng)、雷達(dá)新技術(shù)、雷達(dá)裝備及電子防御。