一、概述
雷达相关课程是对学生已经学过的信号与系统、模拟电子线路、数字电路、电磁场与电磁波、微波技术与天线等专业基础知识的综合应用，是学生从专业基础课学习过渡到专业课学习的一个重要阶段。
受限于实际雷达设备价格昂贵、体积庞大、电磁辐射管控等因素，难以依托实装开展，实验课程的开设需要适宜的实验手段和条件建设作为基础。
雷达及相关课程内容具有概念多、系统性强、涉及知识面广、理论性较深等特点，通过建立雷达实验平台，使得学生在不同模式、科目的实验内容训练中，通过听、看、用、做等多种手段，获得直观感性认识，进而深入理解相关知识点，也是培养学生动手实践能力和创新思维的重要手段。
二、研制背景
雷海作为一家专业从事雷达配套及周边产品研发的企业，形成了“精卫”系列雷达显控处理板、“发鸠”通用雷达数据模拟器等拳头产品，基于雷海丰富的工程经验，在多所高校的需求牵引下，历经多年研发，形成了雷达系统实验平台解决方案。
雷达实验平台源于实际工程项目，按照“立足实装、涵盖多频、虚实结合、以点带面、手段多样、注重实践”的原则研制和设计，整合雷达相关课程实验教学内容，创新实验教学方法和手段。
目前，雷达实验平台已经形成了覆盖相参/非相参实装雷达、脉冲/连续波、室内/室外、真实环境/仿真环境、离线/在线、静态/动态、MIMO、主要部件有机互联的体系性雷达实践支撑能力，具备支撑本科/研究生雷达相关课程教学, 本科/研究生毕业设计、生产实习、综合实习、竞赛等的综合能力，已应用于多所高校。
三、所具备的能力
随着高性能计算处理器的快速发展、软件技术推陈出新以及雷达需求的千变万化，雷达系统必然向着通用化、模块化、软件化方向发展，要求系统实施方案可快速调整、系统资源配置可灵活改变、系统软硬件程序可独立开发和升级，“软件化雷达”这个概念便应运而生。因此，实验平台侧重于软件在实验中的作用，涵盖了信号模拟、信号处理、数据处理以及雷达显控等主要的流程和环节，希望通过用户的使用，提升以下“七项能力”：
1、雷达操作能力：通过操作雷达实验箱以及真实雷达（X波段脉冲雷达、毫米波雷达）终端，可以观察到实际雷达探测目标画面，提高雷达操作能力；
2、理论联系实际能力：用户对雷达各个分系统的基本原理有进一步的认识，在不同模式、科目的实验内容训练中，通过听、看、用、做等多种手段，获得直观感性认识，进而深入理解相关知识点；
3、掌握嵌入式系统能力：雷达系统实验平台包括ARM+开源嵌入式系统+开源编译器，示例软件均基于嵌入式系统运行，可以帮助学生掌握嵌入式系统的环境构建、操作使用、协议栈等；
4、编程能力：平台提供信号处理、数据处理、综合显控以及信号模拟多种实验科目，用户可在平台上开展编程类实验，实现规定的功能，提升学生对于环境、交叉编译、链接、部署、规范等的编程能力；
5、自主学习能力：实验平台除提供了规定科目以外，使用开放软件架构，允许用户替换其中信号处理等算法模块，实现更高阶的能力训练；
6、软硬结合能力：实验平台不仅提供纯软件化环境，还可以实现基于FPGA+DA+硬件描述语言的硬件波形生成，配合示波器、频率计、万用表等常用仪器仪表设备，掌握对应参数的测量方法；
7、解决问题能力：用户可借助所掌握的理论知识，结合实验平台示例，按照实验科目的要求解决在平台构建、系统适配、软硬件接口等方面的问题。
四、支持的四种实验类型
1、实装雷达实验：以真实雷达为课程实验对象，配合角反射器等合作目标，对雷达各分系统组成、雷达测距测角测速原理、操作习惯等产生感性认识；
2、交互性实验：利用雷达实验箱开展信号处理、数据处理和综合显控相关的实验科目，主要帮助用户了解典型的雷达操作
3、专项实验：需要用户自主动手编写程序，并完成编译、加载等工作，参与到雷达信号处理、数据处理和综合显控等编程实现；
4、综合实验：需要用户自主动手编写程序，综合运用多种手段，融入多雷达外设、并综合模拟器、噪声、信号处理、数据处理、显示控制等技术点，深入学习、理解雷达方面的知识点。
五、实验平台的内涵和组成
雷达实验平台提供以下10个方面的资源：
1、数据：支持采集真实雷达原始数据、仿真雷达数据和其他复杂场景离线数据；
2、电路板：主要产品开放电路，便于用户观察原理，以及采用辅助仪器仪表予以测量，同时提供硬件电路实验科目，了解原理；
3、源代码：所有编程例程均可提供源代码；
4、视频：为缩短用户掌握实验平台的时间，提供数十个操作使用和教学视频；
5、软件：具有完善的上位机、下位机、FPGA固件等可执行程序；
6、课件：提供教学课件，减轻教师授课负担，协助用户了解更全面的知识结构，涵盖行业、雷达、软件规范、具体科目原理等综合的课件辅助；
7、设备：源于实际工程的设备，具有良好的环境适应性和可靠性；
8、展板：提供从原理、组成、架构等方面的展板；
9、教师：雷海可以提供线上、线下教学辅助服务，也可以直接参与生产实习、综合实习、课程实习等的教学工作；
10、文档：提供完善的实验指导书、技术说明书、使用说明书等文档资料。
雷海提供从实验室策划、安装、调试、课程设计、参与教学、报告编写、课程评估全流程的技术服务。
六、产品族
雷达实验平台包括的货架产品如下图所示。可归为雷达实验箱、雷达模拟器、X波段雷达和毫米波雷达四个分类，四个分类之间形成既能独立工作，又可有机互联的状态。
实验箱：包括LHRBox1型综合雷达实验箱、FPGA扩展模块和AD/DA扩展模块，可以基于模拟器、毫米波、X波段雷达、内置离线数据驱动自身，采用专业的雷达显控界面和嵌入式系统，可以开展演示、交互、专项编程等实验科目；
雷达模拟器：包括LHRSim2非相参雷达模拟器和LHRSim3相参雷达模拟器，可产生丰富多样雷达一次、二次数据；
X波段雷达：包括裂缝波导天线（0.5米到1.8米多个尺寸可选）、收发机（4KW、6KW可选），以及一型实际工程使用的LHPU2雷达主机，架设在室外；
毫米波雷达：包括LHmmWBox1和LHmmWBox2两型毫米波雷达实验盒，LHmmWBox1可同实验箱无缝铰链，LHmmWBox2可独立工作，毫米波雷达可以工作在室内，也可以工作在室外。
七、使用示意图和成功案例
X波段雷达在室外探测合作/非合作目标，通过实验环境的有线或者无线网络，其原始视频可以直接在实验箱上显示。毫米波雷达可以在室内，也可以在室外探测合作/非合作目标，其视频信息可以也可以在实验箱或者计算机上显示。
雷达实验平台已经在多个高校获得应用，在本科毕业设计、生产实习、综合实习、课程教学等方面起到了重要作用。
