機載雷達便攜式測試系統

趙宇浩+蔡輝

摘 要： 機載雷達參數的測試在雷達保障中起著重要作用，為了便于進行機載雷達測試，并結合機載雷達多項參數測試的特點，設計了一款基于PXI/PXIe總線的模塊化機載模型雷達便攜式測試系統，并對硬件選型、設備測試功能，軟件開發及軟件功能設計等進行了論述，實際證明這套測試系統操作簡單測試精度高，能大幅度提高工作效率且具有很強的靈活性、可靠性和可擴展性。

關鍵詞： 機載雷達； 便攜式測試系統； 儀表總線； 雷達保障

中圖分類號： TN06?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）13?0085?02

Portable testing system for airborne radar

ZHAO Yu?hao， CAI Hui

（East China Institute of Electronic Engineering， Hefei 230088， China）

Abstract： Testing of airborne radar parameters plays an important role in the safeguards of the radar. In order to test the airborne radar expediently， the module portable testing system based on PXI/PXIe bus for airborne radar was designed according to the characteristics of testing parameters of airborne radar. The hardware selection， testing function， software development and software function design are elaborated in detail. The actual application proves that the testing system is easy to operate， has high testing precision， strong flexibility and extensibility， and can improve working efficiency a lot.

Keywords： airborne radar； portable testing system； instrument bus； radar safeguard

0 引 言

機載雷達是一種復雜的電子設備，在日常的維護與使用中涉及的接口信號與檢查項目較多，因而有許多相關的機載雷達自動測試系統被研制，比如文獻[1?2]中所介紹的兩種測試系統。不同于地面雷達可以較長期的架設在一個地方，機載雷達可能會隨著載機飛到不同的地方，上述的測試系統就會由于設備量大，攜帶不方便等原因不能跟隨雷達到現場保障，所以只能在二級維修站中使用。

本文介紹的便攜式機載雷達測試系統最大特點是便于攜帶，可以隨設備到現場進行保障。測試系統結合雷達自身的BITE功能，可將故障隔離到可更換單元。整個測試系統分為硬件平臺、軟件平臺、故障診斷平臺和測試程序集等組成。

1 硬件平臺

1.1 硬件總體布局

測試系統包括人機交互平臺、測試機箱、控制器、測試儀表模塊和連接設備等。控制器、測試儀表模塊均為PXI或PXIe總線設備，測試時插入PXIe機箱，通過控制器實現所有測試資源間的通信。總體布局如圖1所示。

圖1 測試系統總體布局圖

1.2 儀表總線選擇

目前儀器儀表總線一般有PXI/PXIe總線、GPIB總線、VXI總線和PC?DAQ總線，對于GPIB總線、VXI總線和PC?DAQ總線三種VI體系結構中，GPIB實質上是通過計算機對傳統儀器功能的擴展與延伸；PC?DAQ直接利用了標準的工業計算機總線，沒有儀器所需要的總線性能；而第一次構建VXI系統尚需較大的投資強度。PXI/PXIe是PCI在儀器領域的擴展，它將CompactPCI規范定義的PCI總線技術發展成適合于試驗、測量與數據采集場合應用的機械、電氣和軟件規范，從而形成了新的虛擬儀器體系結構。

本測試系統選用PXI/PXIe總線儀表，是由于這種總線的儀表多為模塊化儀表，較易實現便攜式特點。本測試系統的所有測試儀表都插在PXIe機箱內，人機交互平臺也可以很好的與機箱組合，所以測試系統的尺寸僅396.5 mm×271.4 mm×177.1 mm，重量只有24 kg。

1.3 測試儀表模塊的選擇

機載雷達的信號有電壓和電流信號、射頻信號、低頻信號等，主要包括測量電源供電的萬用表、用于接收機與頻率源指標測試的信號源與頻譜儀、用于信號處理和時序等信號測量的數字化儀以及天線測試用的矢量網絡分析儀等。

另外，考慮到有些信號需要在設備工作狀態下測量，因而專門設計了轉接板和撥碼開關等測量工具。

1.4 測試系統與機載雷達的連接

本測試系統與機載雷達間的連接分為三種情況：讀取雷達測試數據、測試系統直接測量和測試系統間接測量。

1.4.1 讀取雷達測試數據

由于便攜式的要求，因而測試系統在設計時考慮到充分利用雷達自身的檢測功能，測試系統只需要通過LAN口訪問雷達，拷貝出檢測數據并用相關軟件進行分析。如圖2所示。

圖2 讀取雷達自檢數據

1.4.2 測試系統直接測量

在測量雷達的檢測口信號以及接收機、頻率源等的輸入和輸出接口信號時，只需要測試系統通過電纜連接在相關測試口進行測量。如圖3所示。

圖3 測試系統直接測量

1.4.3 測試系統間接測量

在待測試板卡工作狀態下的信號狀態以及一些需要外部輸入控制碼的器件在測量時需要接插轉接板以及連接撥碼開關等測量工具。如圖4所示。

圖4 測試系統間接測量

2 軟件平臺

測試系統的硬件設備的工作需要軟件平臺的支撐?？刂破鞯牟僮飨到y從通用性和易操作性上考慮選用的是WindowsXP系統，負責人機交互、測試資源管理的軟件平臺采用VC軟件開發，軟件層級圖如圖5所示。

圖5 測試系統軟件平臺層級圖

數據分析軟件主要用于分析雷達自檢數據，這主要包括載機飛行時記錄的雷達觀測畫面、天線校正數據、接收機送到信號處理的頻譜數據等。

儀表測試程序用于調用儀表進行雷達接口信號的測試，并將測得的數據在人機交互界面顯示。

故障判別程序的作用是根據測試系統里存放的指標參數表比對數據分析程序和儀表測試程序測得的數據是否滿足指標要求。

3 研制過程中遇到的問題

某些接口信號只有在雷達處于工作模式時才能測量，特別是天線中某些器件的指標，因而設計了轉接板、撥碼開關等設備通過人工控制這些器件工作在不同模式下或將待測器件接在轉接板上來達到測量目的。

軟件最大的困難在于需要調用的程序較多，并且這些程序是由不同的軟件編制。為了解決這個問題，首先考慮能夠用VC實現原功能的就改用VC實現，不能用VC的就采用與VC握手效果較好的軟件來實現，最終調試效果達到預期目標。

4 結 論

本測試系統已經用于某型機載雷達設備的一線保障現場，取得較好的效果。但是由于便攜特點的限制，研制初期便將測試系統定位于定性判定器件故障上，不能定量的測定故障器件的指標。后續對系統改進中將完善這些功能。

參考文獻

[1] 姜本清，唐曉明.機載雷達自動測試系統的設計[J].現代雷達，2006，28（7）：41?44.

[2] 曾憲林，李服群，張琨.某機載雷達智能綜合測試系統[J].計算機測量與控制，2008，16（5）：688?690.

[3] 李行善.自動測試系統集成技術[M].北京：電子工業出版社，2004.

[4] 雷霖.微機自動檢測與系統設計[M].北京：電子工業出版社，2003.

[5] 賈志軍，顏國強，吳國慶，等.外軍ATE/ATS技術的發展趨勢[J].計算機測量與控制，2003，11（1）：1?4.

[6] 丁鷺飛，耿富錄.雷達原理[M].西安：西安電子科技大學出版社，2002.

[7] 孫續.自動測試系統與可程控儀器[M].北京：電子工業出版社，1984.

圖3 測試系統直接測量

1.4.3 測試系統間接測量

在待測試板卡工作狀態下的信號狀態以及一些需要外部輸入控制碼的器件在測量時需要接插轉接板以及連接撥碼開關等測量工具。如圖4所示。

圖4 測試系統間接測量

2 軟件平臺

測試系統的硬件設備的工作需要軟件平臺的支撐?？刂破鞯牟僮飨到y從通用性和易操作性上考慮選用的是WindowsXP系統，負責人機交互、測試資源管理的軟件平臺采用VC軟件開發，軟件層級圖如圖5所示。

圖5 測試系統軟件平臺層級圖

數據分析軟件主要用于分析雷達自檢數據，這主要包括載機飛行時記錄的雷達觀測畫面、天線校正數據、接收機送到信號處理的頻譜數據等。

儀表測試程序用于調用儀表進行雷達接口信號的測試，并將測得的數據在人機交互界面顯示。

故障判別程序的作用是根據測試系統里存放的指標參數表比對數據分析程序和儀表測試程序測得的數據是否滿足指標要求。

3 研制過程中遇到的問題

某些接口信號只有在雷達處于工作模式時才能測量，特別是天線中某些器件的指標，因而設計了轉接板、撥碼開關等設備通過人工控制這些器件工作在不同模式下或將待測器件接在轉接板上來達到測量目的。

軟件最大的困難在于需要調用的程序較多，并且這些程序是由不同的軟件編制。為了解決這個問題，首先考慮能夠用VC實現原功能的就改用VC實現，不能用VC的就采用與VC握手效果較好的軟件來實現，最終調試效果達到預期目標。

4 結 論

本測試系統已經用于某型機載雷達設備的一線保障現場，取得較好的效果。但是由于便攜特點的限制，研制初期便將測試系統定位于定性判定器件故障上，不能定量的測定故障器件的指標。后續對系統改進中將完善這些功能。

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[7] 孫續.自動測試系統與可程控儀器[M].北京：電子工業出版社，1984.

圖3 測試系統直接測量

1.4.3 測試系統間接測量

在待測試板卡工作狀態下的信號狀態以及一些需要外部輸入控制碼的器件在測量時需要接插轉接板以及連接撥碼開關等測量工具。如圖4所示。

圖4 測試系統間接測量

2 軟件平臺

測試系統的硬件設備的工作需要軟件平臺的支撐?？刂破鞯牟僮飨到y從通用性和易操作性上考慮選用的是WindowsXP系統，負責人機交互、測試資源管理的軟件平臺采用VC軟件開發，軟件層級圖如圖5所示。

圖5 測試系統軟件平臺層級圖

數據分析軟件主要用于分析雷達自檢數據，這主要包括載機飛行時記錄的雷達觀測畫面、天線校正數據、接收機送到信號處理的頻譜數據等。

儀表測試程序用于調用儀表進行雷達接口信號的測試，并將測得的數據在人機交互界面顯示。

故障判別程序的作用是根據測試系統里存放的指標參數表比對數據分析程序和儀表測試程序測得的數據是否滿足指標要求。

3 研制過程中遇到的問題

某些接口信號只有在雷達處于工作模式時才能測量，特別是天線中某些器件的指標，因而設計了轉接板、撥碼開關等設備通過人工控制這些器件工作在不同模式下或將待測器件接在轉接板上來達到測量目的。

軟件最大的困難在于需要調用的程序較多，并且這些程序是由不同的軟件編制。為了解決這個問題，首先考慮能夠用VC實現原功能的就改用VC實現，不能用VC的就采用與VC握手效果較好的軟件來實現，最終調試效果達到預期目標。

4 結 論

本測試系統已經用于某型機載雷達設備的一線保障現場，取得較好的效果。但是由于便攜特點的限制，研制初期便將測試系統定位于定性判定器件故障上，不能定量的測定故障器件的指標。后續對系統改進中將完善這些功能。

參考文獻

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[3] 李行善.自動測試系統集成技術[M].北京：電子工業出版社，2004.

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