測(cè)量雷達(dá)技術(shù)狀態(tài)通用測(cè)試技術(shù)研究

黃志立

摘 要：雷達(dá)裝備在轉(zhuǎn)場(chǎng)或者運(yùn)行中保持測(cè)量雷達(dá)的精度，在運(yùn)行雷達(dá)裝備前和過程中，需要對(duì)雷達(dá)技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行測(cè)試。文章分析了測(cè)量雷達(dá)掃描技術(shù)要求的通用測(cè)試獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，從中篩選多種測(cè)試其先進(jìn)技術(shù)的各類測(cè)試儀器，其中包括：示波器測(cè)量、頻譜儀測(cè)量和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量等。最后對(duì)裝備技術(shù)狀態(tài)測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)和裝備遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：技術(shù)狀態(tài)；性能測(cè)試；測(cè)試技術(shù)

技術(shù)狀態(tài)管理是指應(yīng)用技術(shù)和行政管理手段對(duì)產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行標(biāo)識(shí)、控制、審核和紀(jì)實(shí)的活動(dòng)，為的是保證提供產(chǎn)品的物理特性和功能特性以及設(shè)計(jì)產(chǎn)生保持同樣標(biāo)準(zhǔn)。主要包括：技術(shù)狀態(tài)的標(biāo)示、控制、統(tǒng)計(jì)及審核。無論何種條件和環(huán)境，這種技術(shù)狀態(tài)在通常情況下，是能夠提供科技硬件指標(biāo)要求的技術(shù)狀態(tài)、對(duì)于軟件方面配置，以及系統(tǒng)自身運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行描述。

跟蹤測(cè)量雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用廣泛，在靶場(chǎng)測(cè)量，武器校準(zhǔn)，飛行物定位和其他民事經(jīng)濟(jì)、軍事應(yīng)用方面，其中具有代表性的有：連續(xù)波和單脈沖以及相控陣跟蹤測(cè)量雷達(dá)。當(dāng)下國際通用的雷達(dá)系統(tǒng)主要有以下幾個(gè)組成部分：雷達(dá)波發(fā)射系統(tǒng)、雷達(dá)波接收系統(tǒng)、天控系統(tǒng)、天饋系統(tǒng)、信號(hào)及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等構(gòu)成。為確保測(cè)量精度，在設(shè)備開始工作前，需對(duì)其進(jìn)行檢查。

1 雷達(dá)技術(shù)測(cè)試應(yīng)用中的特點(diǎn)

由于雷達(dá)應(yīng)用功能不同，所以，在技術(shù)測(cè)試技術(shù)指標(biāo)和測(cè)試頻點(diǎn)也略有不同，其中比較突出差異點(diǎn)體現(xiàn)在脈沖和連續(xù)波測(cè)量雷達(dá)，技術(shù)測(cè)試狀態(tài)差別較大。特別值得一提的是，正常通用的技術(shù)測(cè)試中，包括整機(jī)動(dòng)態(tài)和分系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)測(cè)試。

雷達(dá)整機(jī)動(dòng)態(tài)主要測(cè)試有：諸元標(biāo)定、光電軸匹配測(cè)試和校準(zhǔn)等。分系統(tǒng)靜態(tài)測(cè)試主要：接收分系統(tǒng)、發(fā)射分系統(tǒng)及天饋分系統(tǒng)等。其中發(fā)射系統(tǒng)測(cè)試主要有：三階交調(diào)，頻譜參數(shù)、發(fā)射脈沖波形、發(fā)動(dòng)機(jī)功率、發(fā)射機(jī)工作頻率、增益平坦度等等。

當(dāng)前，雷達(dá)分系統(tǒng)測(cè)試主要包括：三階交調(diào)、接收機(jī)靈敏度、噪音系數(shù)、增益平坦度、恢復(fù)時(shí)間、鏡象抑制、天線增益等。

2 測(cè)試技術(shù)和儀器的選擇

2.1 示波器測(cè)量

示波器，通常是指一種波紋曲線，在應(yīng)用中可以觀察不同種信號(hào)源的強(qiáng)弱隨時(shí)間變化的痕跡，同時(shí)，還可以用它測(cè)試不同幅度的電量數(shù)據(jù)，如電流、電壓、頻率、相位差等。在測(cè)試應(yīng)用中，可以直觀得出多個(gè)變量間的數(shù)據(jù)穩(wěn)定和一瞬間函數(shù)關(guān)系和邏輯關(guān)系，以及在對(duì)一些物理量的存儲(chǔ)及變換作出記錄。數(shù)字存儲(chǔ)示波器，在測(cè)試中將捕抓到的波形通過A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字化，存入存儲(chǔ)器中，方便長期存儲(chǔ)并進(jìn)行下一步的處理。如，對(duì)被測(cè)波形的幅值、頻率、平均值及前后沿時(shí)間等多種復(fù)雜處理。

2.2 頻譜分析儀測(cè)量

頻譜儀用于信號(hào)失真度、調(diào)制度、譜純度、頻率穩(wěn)定度和交調(diào)失真等信號(hào)參數(shù)的測(cè)量，可用用來檢測(cè)放大器和濾波器等電路系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)。

按原理分為非實(shí)時(shí)和實(shí)時(shí)頻譜儀。非實(shí)時(shí)頻譜分析儀是一種可以顯示分析結(jié)果的掃描型接收機(jī)，可以分析連續(xù)信號(hào)和周期信號(hào)。工作波頻段是聲頻直至亞毫米。實(shí)時(shí)式頻譜分析儀存在有限時(shí)間內(nèi)存在提取信號(hào)的全部頻譜信息進(jìn)行分析并顯示其結(jié)果的儀器主要用于分析持續(xù)時(shí)間很短的非重復(fù)性平穩(wěn)隨機(jī)過程和暫態(tài)過程，對(duì)于40兆赫以下的低頻和極低頻連續(xù)信號(hào)，一樣可以分析并顯示向位。

在雷達(dá)技術(shù)狀態(tài)連續(xù)波測(cè)試中，頻譜儀較為廣泛應(yīng)用。雷達(dá)技術(shù)多項(xiàng)測(cè)試包括：三階交調(diào)測(cè)試、調(diào)制度測(cè)試、頻響測(cè)試、幅相變換測(cè)試、頻譜頻點(diǎn)純度測(cè)試等。頻譜儀已是雷達(dá)技術(shù)中設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)中不可缺少的測(cè)試儀器。

2.3 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量

所謂網(wǎng)絡(luò)分析，是指對(duì)比較復(fù)雜系統(tǒng)中的電路和元件的電氣性進(jìn)行測(cè)量的一個(gè)過程。系統(tǒng)在發(fā)出信號(hào)時(shí)，能最大化的用最小失真和最高效率，將信息由一處傳送到另一處。既能測(cè)量單端口網(wǎng)絡(luò)或兩端口網(wǎng)絡(luò)的各種參數(shù)幅值，又能測(cè)相位，這種矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀能利用史密斯圓圖精確的顯示最終測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果。

在雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用的測(cè)試中，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀主要測(cè)試天饋系統(tǒng)的群延時(shí)和饋線駐波系數(shù)等。

3 系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)管理

3.1 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)組成與開發(fā)技術(shù)

雷達(dá)測(cè)試系統(tǒng)包括主要測(cè)試儀和機(jī)內(nèi)測(cè)試，測(cè)試計(jì)算機(jī)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)一進(jìn)行離線測(cè)試和在線監(jiān)視測(cè)試，完成機(jī)外和機(jī)內(nèi)實(shí)際測(cè)試。測(cè)試儀器主要有多種功率計(jì)、信號(hào)源、數(shù)字存儲(chǔ)示波器、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、頻譜分析儀、射頻開關(guān)和測(cè)試儀器包括頻率計(jì)等。

雷達(dá)系統(tǒng)機(jī)內(nèi)測(cè)試接口包括數(shù)字、模擬接口、網(wǎng)絡(luò)接口等現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試計(jì)算機(jī)測(cè)試夾具與適配電路射頻開關(guān)各種信號(hào)頻功率計(jì)/頻率計(jì)數(shù)字存儲(chǔ)示波器頻譜分析儀矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試儀器總線包括GPIB、TCP/IP、串口等。

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)人員，在操作過程中應(yīng)嚴(yán)格按照測(cè)試手冊(cè)進(jìn)行，在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的應(yīng)用軟件系統(tǒng)中，首先要進(jìn)行分系統(tǒng)、針對(duì)性的部件技術(shù)狀態(tài)參數(shù)自動(dòng)測(cè)試、查詢、診斷及判定工作。除了人工手動(dòng)操作外，還可以進(jìn)行技術(shù)狀態(tài)的自動(dòng)測(cè)試，對(duì)儀器測(cè)試設(shè)置條件、參數(shù)及測(cè)量結(jié)果的顯示方式，獲取和儲(chǔ)存測(cè)試結(jié)果，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試人員在測(cè)試結(jié)束后，現(xiàn)場(chǎng)打印測(cè)試報(bào)告，并詳實(shí)的通過數(shù)據(jù)匯總結(jié)出測(cè)試結(jié)論。

在應(yīng)用過程中，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)的開發(fā)用面向技術(shù)和技術(shù)框架有利于測(cè)試和修改。在進(jìn)行中的多種環(huán)境的測(cè)試中，都基于VISA標(biāo)準(zhǔn)，將測(cè)試所獲得的數(shù)據(jù)和方法作為基類的虛擬函數(shù)，然后選擇在最佳型號(hào)中實(shí)施控制指令。

測(cè)試軟件可進(jìn)行的測(cè)試項(xiàng)目應(yīng)由測(cè)試畫面實(shí)現(xiàn)，在測(cè)試中，有測(cè)試、顯示，數(shù)據(jù)搜索生成報(bào)告等，并調(diào)用測(cè)試設(shè)備和儀器類，按照測(cè)試的要求，掃描狀態(tài)參數(shù)并在數(shù)據(jù)庫保存。在測(cè)試結(jié)束后，用于生成測(cè)試數(shù)據(jù)報(bào)告，方便進(jìn)行技術(shù)性處理。

3.2 遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與架構(gòu)

為確保大型裝備的可靠性，定時(shí)對(duì)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)，確保順利測(cè)試，還需要發(fā)展遠(yuǎn)程測(cè)試技術(shù)保障，及時(shí)監(jiān)控被測(cè)試系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，提前排查故障，判定故障部位及原因，提高保障裝備的有效性及維修效率。

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試計(jì)算機(jī)應(yīng)由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試軟件、WEB服務(wù)系統(tǒng)及遠(yuǎn)程通信數(shù)據(jù)接口，可以有效的生成網(wǎng)絡(luò)測(cè)試機(jī)遠(yuǎn)程系統(tǒng)。專家在測(cè)試應(yīng)用中，可以通過光纖網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，并用數(shù)據(jù)軟件，對(duì)正在進(jìn)行的測(cè)試進(jìn)行遠(yuǎn)程協(xié)同診斷。

在配備遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)中，診斷管理中心可以和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試計(jì)算機(jī)可通過有線和無線等光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，通過建立內(nèi)部局域網(wǎng)專用服務(wù)器，構(gòu)建專享網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)?？蛻糁鳈C(jī)就相當(dāng)于現(xiàn)場(chǎng)指揮管理中心，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試進(jìn)行全程跟蹤診斷，并對(duì)多臺(tái)聯(lián)網(wǎng)電腦發(fā)出指令。診斷專家用瀏覽器登陸到診斷管理中心，進(jìn)行各種設(shè)備數(shù)據(jù)調(diào)試及測(cè)試。

在測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)電腦軟件中，通過終端網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)可以遠(yuǎn)程發(fā)出控制指令由數(shù)據(jù)傳輸轉(zhuǎn)化為現(xiàn)場(chǎng)控制指令，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)測(cè)試。而遠(yuǎn)程設(shè)備端的排查人員可以從WEB瀏覽器運(yùn)行中下載ACTIVEX組件，實(shí)施遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試分析。在實(shí)現(xiàn)這一個(gè)過程中需要多種儀器設(shè)備進(jìn)行配合。

4 結(jié)束語

為保證大型雷達(dá)測(cè)量精度，需要充分發(fā)揮測(cè)量雷達(dá)中技術(shù)狀態(tài)管理。而雷達(dá)技術(shù)狀態(tài)管理中測(cè)試軟件的設(shè)計(jì)、管理及使用是基礎(chǔ)。文章分析跟蹤測(cè)量雷達(dá)技術(shù)狀態(tài)應(yīng)用測(cè)試需求的特點(diǎn)，測(cè)試技術(shù)和、數(shù)據(jù)儀器的選擇，遠(yuǎn)程監(jiān)控測(cè)試系統(tǒng)的安全穩(wěn)定的數(shù)據(jù)分析。經(jīng)過多輪的技術(shù)狀態(tài)測(cè)試表明，有必要在大型測(cè)量雷達(dá)技術(shù)狀態(tài)測(cè)試中配備遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制診斷，確保裝備有效運(yùn)行。

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