机载雷达便携式测试系统

赵宇浩+蔡辉

摘 要： 机载雷达参数的测试在雷达保障中起着重要作用，为了便于进行机载雷达测试，并结合机载雷达多项参数测试的特点，设计了一款基于PXI/PXIe总线的模块化机载模型雷达便携式测试系统，并对硬件选型、设备测试功能，软件开发及软件功能设计等进行了论述，实际证明这套测试系统操作简单测试精度高，能大幅度提高工作效率且具有很强的灵活性、可靠性和可扩展性。

关键词： 机载雷达； 便携式测试系统； 仪表总线； 雷达保障

中图分类号： TN06?34 文献标识码： A 文章编号： 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

机载雷达是一种复杂的电子设备，在日常的维护与使用中涉及的接口信号与检查项目较多，因而有许多相关的机载雷达自动测试系统被研制，比如文献[1?2]中所介绍的两种测试系统。不同于地面雷达可以较长期的架设在一个地方，机载雷达可能会随着载机飞到不同的地方，上述的测试系统就会由于设备量大，携带不方便等原因不能跟随雷达到现场保障，所以只能在二级维修站中使用。

本文介绍的便携式机载雷达测试系统最大特点是便于携带，可以随设备到现场进行保障。测试系统结合雷达自身的BITE功能，可将故障隔离到可更换单元。整个测试系统分为硬件平台、软件平台、故障诊断平台和测试程序集等组成。

1 硬件平台

1.1 硬件总体布局

测试系统包括人机交互平台、测试机箱、控制器、测试仪表模块和连接设备等。控制器、测试仪表模块均为PXI或PXIe总线设备，测试时插入PXIe机箱，通过控制器实现所有测试资源间的通信。总体布局如图1所示。

图1 测试系统总体布局图

1.2 仪表总线选择

目前仪器仪表总线一般有PXI/PXIe总线、GPIB总线、VXI总线和PC?DAQ总线，对于GPIB总线、VXI总线和PC?DAQ总线三种VI体系结构中，GPIB实质上是通过计算机对传统仪器功能的扩展与延伸；PC?DAQ直接利用了标准的工业计算机总线，没有仪器所需要的总线性能；而第一次构建VXI系统尚需较大的投资强度。PXI/PXIe是PCI在仪器领域的扩展，它将CompactPCI规范定义的PCI总线技术发展成适合于试验、测量与数据采集场合应用的机械、电气和软件规范，从而形成了新的虚拟仪器体系结构。

本测试系统选用PXI/PXIe总线仪表，是由于这种总线的仪表多为模块化仪表，较易实现便携式特点。本测试系统的所有测试仪表都插在PXIe机箱内，人机交互平台也可以很好的与机箱组合，所以测试系统的尺寸仅396.5 mm×271.4 mm×177.1 mm，重量只有24 kg。

1.3 测试仪表模块的选择

机载雷达的信号有电压和电流信号、射频信号、低频信号等，主要包括测量电源供电的万用表、用于接收机与频率源指标测试的信号源与频谱仪、用于信号处理和时序等信号测量的数字化仪以及天线测试用的矢量网络分析仪等。

另外，考虑到有些信号需要在设备工作状态下测量，因而专门设计了转接板和拨码开关等测量工具。

1.4 测试系统与机载雷达的连接

本测试系统与机载雷达间的连接分为三种情况：读取雷达测试数据、测试系统直接测量和测试系统间接测量。

1.4.1 读取雷达测试数据

由于便携式的要求，因而测试系统在设计时考虑到充分利用雷达自身的检测功能，测试系统只需要通过LAN口访问雷达，拷贝出检测数据并用相关软件进行分析。如图2所示。

图2 读取雷达自检数据

1.4.2 测试系统直接测量

在测量雷达的检测口信号以及接收机、频率源等的输入和输出接口信号时，只需要测试系统通过电缆连接在相关测试口进行测量。如图3所示。

图3 测试系统直接测量

1.4.3 测试系统间接测量

在待测试板卡工作状态下的信号状态以及一些需要外部输入控制码的器件在测量时需要接插转接板以及连接拨码开关等测量工具。如图4所示。

图4 测试系统间接测量

2 软件平台

测试系统的硬件设备的工作需要软件平台的支撑。控制器的操作系统从通用性和易操作性上考虑选用的是WindowsXP系统，负责人机交互、测试资源管理的软件平台采用VC软件开发，软件层级图如图5所示。

图5 测试系统软件平台层级图

数据分析软件主要用于分析雷达自检数据，这主要包括载机飞行时记录的雷达观测画面、天线校正数据、接收机送到信号处理的频谱数据等。

仪表测试程序用于调用仪表进行雷达接口信号的测试，并将测得的数据在人机交互界面显示。

故障判别程序的作用是根据测试系统里存放的指标参数表比对数据分析程序和仪表测试程序测得的数据是否满足指标要求。

3 研制过程中遇到的问题

某些接口信号只有在雷达处于工作模式时才能测量，特别是天线中某些器件的指标，因而设计了转接板、拨码开关等设备通过人工控制这些器件工作在不同模式下或将待测器件接在转接板上来达到测量目的。

软件最大的困难在于需要调用的程序较多，并且这些程序是由不同的软件编制。为了解决这个问题，首先考虑能够用VC实现原功能的就改用VC实现，不能用VC的就采用与VC握手效果较好的软件来实现，最终调试效果达到预期目标。

4 结 论

本测试系统已经用于某型机载雷达设备的一线保障现场，取得较好的效果。但是由于便携特点的限制，研制初期便将测试系统定位于定性判定器件故障上，不能定量的测定故障器件的指标。后续对系统改进中将完善这些功能。

参考文献

[1] 姜本清，唐晓明.机载雷达自动测试系统的设计[J].现代雷达，2006，28（7）：41?44.

[2] 曾宪林，李服群，张琨.某机载雷达智能综合测试系统[J].计算机测量与控制，2008，16（5）：688?690.

[3] 李行善.自动测试系统集成技术[M].北京：电子工业出版社，2004.

[4] 雷霖.微机自动检测与系统设计[M].北京：电子工业出版社，2003.

[5] 贾志军，颜国强，吴国庆，等.外军ATE/ATS技术的发展趋势[J].计算机测量与控制，2003，11（1）：1?4.

[6] 丁鹭飞，耿富录.雷达原理[M].西安：西安电子科技大学出版社，2002.

[7] 孙续.自动测试系统与可程控仪器[M].北京：电子工业出版社，1984.

图3 测试系统直接测量

1.4.3 测试系统间接测量

在待测试板卡工作状态下的信号状态以及一些需要外部输入控制码的器件在测量时需要接插转接板以及连接拨码开关等测量工具。如图4所示。

图4 测试系统间接测量

2 软件平台

测试系统的硬件设备的工作需要软件平台的支撑。控制器的操作系统从通用性和易操作性上考虑选用的是WindowsXP系统，负责人机交互、测试资源管理的软件平台采用VC软件开发，软件层级图如图5所示。

图5 测试系统软件平台层级图

数据分析软件主要用于分析雷达自检数据，这主要包括载机飞行时记录的雷达观测画面、天线校正数据、接收机送到信号处理的频谱数据等。

仪表测试程序用于调用仪表进行雷达接口信号的测试，并将测得的数据在人机交互界面显示。

故障判别程序的作用是根据测试系统里存放的指标参数表比对数据分析程序和仪表测试程序测得的数据是否满足指标要求。

3 研制过程中遇到的问题

某些接口信号只有在雷达处于工作模式时才能测量，特别是天线中某些器件的指标，因而设计了转接板、拨码开关等设备通过人工控制这些器件工作在不同模式下或将待测器件接在转接板上来达到测量目的。

软件最大的困难在于需要调用的程序较多，并且这些程序是由不同的软件编制。为了解决这个问题，首先考虑能够用VC实现原功能的就改用VC实现，不能用VC的就采用与VC握手效果较好的软件来实现，最终调试效果达到预期目标。

4 结 论

本测试系统已经用于某型机载雷达设备的一线保障现场，取得较好的效果。但是由于便携特点的限制，研制初期便将测试系统定位于定性判定器件故障上，不能定量的测定故障器件的指标。后续对系统改进中将完善这些功能。

参考文献

[1] 姜本清，唐晓明.机载雷达自动测试系统的设计[J].现代雷达，2006，28（7）：41?44.

[2] 曾宪林，李服群，张琨.某机载雷达智能综合测试系统[J].计算机测量与控制，2008，16（5）：688?690.

[3] 李行善.自动测试系统集成技术[M].北京：电子工业出版社，2004.

[4] 雷霖.微机自动检测与系统设计[M].北京：电子工业出版社，2003.

[5] 贾志军，颜国强，吴国庆，等.外军ATE/ATS技术的发展趋势[J].计算机测量与控制，2003，11（1）：1?4.

[6] 丁鹭飞，耿富录.雷达原理[M].西安：西安电子科技大学出版社，2002.

[7] 孙续.自动测试系统与可程控仪器[M].北京：电子工业出版社，1984.

图3 测试系统直接测量

1.4.3 测试系统间接测量

在待测试板卡工作状态下的信号状态以及一些需要外部输入控制码的器件在测量时需要接插转接板以及连接拨码开关等测量工具。如图4所示。

图4 测试系统间接测量

2 软件平台

测试系统的硬件设备的工作需要软件平台的支撑。控制器的操作系统从通用性和易操作性上考虑选用的是WindowsXP系统，负责人机交互、测试资源管理的软件平台采用VC软件开发，软件层级图如图5所示。

图5 测试系统软件平台层级图

数据分析软件主要用于分析雷达自检数据，这主要包括载机飞行时记录的雷达观测画面、天线校正数据、接收机送到信号处理的频谱数据等。

仪表测试程序用于调用仪表进行雷达接口信号的测试，并将测得的数据在人机交互界面显示。

故障判别程序的作用是根据测试系统里存放的指标参数表比对数据分析程序和仪表测试程序测得的数据是否满足指标要求。

3 研制过程中遇到的问题

某些接口信号只有在雷达处于工作模式时才能测量，特别是天线中某些器件的指标，因而设计了转接板、拨码开关等设备通过人工控制这些器件工作在不同模式下或将待测器件接在转接板上来达到测量目的。

软件最大的困难在于需要调用的程序较多，并且这些程序是由不同的软件编制。为了解决这个问题，首先考虑能够用VC实现原功能的就改用VC实现，不能用VC的就采用与VC握手效果较好的软件来实现，最终调试效果达到预期目标。

4 结 论

本测试系统已经用于某型机载雷达设备的一线保障现场，取得较好的效果。但是由于便携特点的限制，研制初期便将测试系统定位于定性判定器件故障上，不能定量的测定故障器件的指标。后续对系统改进中将完善这些功能。

参考文献

[1] 姜本清，唐晓明.机载雷达自动测试系统的设计[J].现代雷达，2006，28（7）：41?44.

[2] 曾宪林，李服群，张琨.某机载雷达智能综合测试系统[J].计算机测量与控制，2008，16（5）：688?690.

[3] 李行善.自动测试系统集成技术[M].北京：电子工业出版社，2004.

[4] 雷霖.微机自动检测与系统设计[M].北京：电子工业出版社，2003.

[5] 贾志军，颜国强，吴国庆，等.外军ATE/ATS技术的发展趋势[J].计算机测量与控制，2003，11（1）：1?4.

[6] 丁鹭飞，耿富录.雷达原理[M].西安：西安电子科技大学出版社，2002.

[7] 孙续.自动测试系统与可程控仪器[M].北京：电子工业出版社，1984.