虛擬儀器在雷達測試方面的應用研究

汪永英

摘 要 測試技術是當前機械生產領域內相當重要的一項技術，當前設備生產，要想保證設備產品的性能和相應的指標合格，從元件到設備整機都需要進行大量的測試。在這樣的背景之下，測試手段以及測試方法的研究具有重要意義。雷達是較為復雜的設備，當前在雷達測試上主要采用的還是標準的測試儀器手動進行雷達性能測試。虛擬儀器是儀器領域的重大突破，能夠有效促進測試技術的進步，在當前雷達測試方面有了廣泛應用，本文基于此進行具體的分析與介紹。

關鍵詞 雷達測試;虛擬儀器;自動測試;雷達系統;VXI

引言

虛擬儀器是當前儀器領域的重大突破，在測試領域有較為廣泛的應用空間。雷達作為一個精密復雜設備，在設備生產以及實際使用當中需要做大量的測試工作，在這個時候能夠通過應用虛擬儀器實現測試手段的更新，從而更好地進行雷達測試工作[1]。VXI總線技術的出現，為虛擬儀器的產生奠定了基礎，而VXI和VI在當前測試領域具有不錯的應用價值，能夠更好地解決測試問題。

1現代雷達的特點介紹與分析

從雷達面世之后，各個方面的需求推動著雷達不斷發展，在原先的戰爭以及現在航空調度當中都有重要的應用價值。傳統雷達僅僅是對目標的距離，目標方位角度以及高度進行測量，而現代雷達相較于傳統雷達而言已經有了很大的改善與進步。一方面，現代雷達的整體功能上更加齊全，并且相較于傳統雷達在各個方面的性能上都有了很大的提升;另外一方面，現代雷達與傳統雷達相比對于不同的雷達工作環境能夠更好地適應，而且在技術層面上也有了很大提升，具備“四反”功能[2]——即反干擾，反偵察，反隱身以及反摧毀。在實際雷達工作環境當中，電子對抗技術的應用是相當多的，給予雷達工作施加的干擾也是相對較多的，而現代雷達從技術層面上能夠有效防止外界信號帶來的干擾，更好地開展相關工作。除此之外，在當今社會，多雷達組網以及多傳感器信息融合也成了雷達領域的發展方向，應用上也越來越廣泛。

2虛擬儀器概述

VXI總線技術是虛擬儀器產生的基礎，同時VXI中心概念技術也是在VME總線的基礎上發展而來的。VME總線在設計的時候主要是為微型計算機服務的，因此并沒有考慮到現代化的儀器需求，例如同步，觸發等功能。而VXI總線設計的時候充分考慮到了現代技術發展的新需求，從而在VME總線的基礎上進行了優化設計[3]。

虛擬儀器是在VXI總線技術發展產生的。虛擬儀器具有以下幾個方面的優點，首先虛擬儀器相較于普通的雷達測量儀器而言，測量的精確程度是要高上不少的，并且具備可重復性，在實際應用當中建立了一些相應功能的數學模型。而后，測量速度也相對較快，建多種測試方法有效結合了起來，縮短了測試時間。其次，虛擬儀器還減少了測試系統的開關以及電纜的運用，利用公用的量化通道，利用統一標準來進行校準和修正，從而能夠有效減少開關以及電纜，信號就不需要經過多個流程在不同儀器當中進行傳遞了[4]。最后，虛擬儀器還具有用戶自定義功能以及可擴展性較好的特點，在實際使用過程中，添加了用戶意愿的功能設計，這樣在新功能需求下，不需要對雷達設備進行重復購買，實現了成本控制。并且，為了提高性能并且完善整個雷達測試系統，很多時候需要對測試系統的功能進行添加和優化，在進行這方面的工作的時候，可以相對方便地加入儀器模塊，從而也避免了系統的重復設計與購置，有利于整個系統的擴展與優化。

當前工業控制當中，這項技術已經實現了應用。國外很多地區和國家都已經實現了VXI測試系統的應用，但目前我國在這一方面的應用相對較少。

3虛擬儀器在雷達測試中的應用分析與探討

相較于傳統的雷達測試儀器而言，虛擬儀器優勢是比較明顯的。虛擬儀器可以利用豐富的計算機資源實現軟件化，盡可能降低由于傳統儀器測試差異帶來的誤差，實際處理過程當中可以采用先進的數據處理和數據分析技術，并且通過設計出較為友好美觀的交互界面加強測試系統使用的交互體驗。

其次，當前計算機硬件資源是相當豐富的，而且EDA以及數字信號處理等計算機技術的研究與發展，也極大促進了虛擬儀器分析數據的速度，在實際雷達測試當中，這方面的要求實現相對較高的，通過應用虛擬儀器能夠有效滿足相關需求。

再來，VI系統整體上是適應信息化潮流的，在應用到雷達測試的過程中，能夠根據不同模塊和系統的技術特點，構建相應的儀器。而且，VI系統的靈活程度也相對較高，能夠較好地實現網絡化雷達測試以及雷達控制。

VXI總線在虛擬儀器當中應用較為廣泛，能夠大大降低設備的體積以及重量，從而能夠讓設備更加地方便攜帶。而且VXI總線數據吞吐能力也是相當強的，能夠有效發揮計算機的作用，實現定位和同步的精確，這對于雷達測試而言具有重要意義，模塊的可重復性也相對較強。而PXI總線整體結構上與VXI相似，但是在運行速度以及設備成本上實現了優化，兼容性和可擴展性都相對較好，整體雷達運作過程當中的測試以及測量工作能夠得到更好的開展，從而更好地完成雷達測試工作。

在具體應用當中，虛擬儀器不管是在雷達的元件抑或是雷達整個設備的測試過程當中都，能夠發揮重要作用，例如天氣雷達發射系統測試，發射機脈沖測試，雷達接收機測試等方面[5]。虛擬儀器在測試中的優勢，能夠充分得到應用和發掘，提高測試質量以及效率。

4結束語

當前虛擬儀器主要還是通過系統，抑或是軟件開發的方式參與到雷達測試工作，實際應用中，也有較好的應用效果以及應用價值，能夠有效推動相關工作的開展。

參考文獻

[1] 楊峰輝，姜云.基于虛擬儀器技術的雷達測試系統研究[J].現代電子技術，2011（7）：23-25.

[2] 宰辰熹.虛擬儀器技術在航空機載氣象雷達測試系統中的應用[J].測控技術，2012（1）：112-115，120.

[3] 盧劍奇，趙擁軍，黨同心.虛擬儀器技術在雷達系統測試中的應用[J].儀器儀表學報，2005（z2）：258-261.

[4] 薛嘉，蔡金燕，馬颯颯.基于虛擬儀器的雷達裝備ATS使用測試性驗證系統設計[J].計算機測量與控制，2010，18（12）：2795-2798.

[5] 劉光普，梁鶯，任雍，等.虛擬儀器在天氣雷達發射系統測試中的應用[J].國外電子測量技術，2018，37（10）：71-75.