TR模塊通用自動測試系統(tǒng)

朱艷萍

【摘 要】TR模塊待測數(shù)據(jù)量和需處理數(shù)據(jù)量大，控制信號復(fù)雜，需要建立自動測試系統(tǒng)。本文首先介紹TR組件的工作原理，介紹了TR組件在系統(tǒng)中的位置和結(jié)構(gòu)原理圖，然后介紹了基于VB的TR模塊通用自動測試系統(tǒng)的設(shè)計和研究，以及該測試系統(tǒng)的軟件和硬件組成，可以測試的接收通道和發(fā)射通道指標(biāo)，以及每個指標(biāo)的測試框圖。通過實(shí)際示例，著重講述了如何對測試系統(tǒng)進(jìn)行軟件的參數(shù)配置，控制信號的產(chǎn)生和測試數(shù)據(jù)的處理。

【關(guān)鍵詞】TR；自動測試系統(tǒng)；VB

【Abstract】The data of the TR module to be measured and need to be handled is large. The control signal is complex， the automatic test system need to be established. This paper first introduces the work principle of TR module， introduces the position and structure of TR components in the system， and then introduces the design and research of TR module general automatic test system based on VB， and the software and hardware of the testing system. Through the practical example， the paper focuses on how to configure the parameters of the test system， control the generation of the signal and the processing of the test data.

【Key words】TR； Automatic test system； VB

0 引言

為了提高分辨率和多目標(biāo)檢測，現(xiàn)在雷達(dá)往往采用有源相控陣?yán)走_(dá)（Active Phased Arary Radar，APAR）。有源相控陣?yán)走_(dá)外部為天線陣列，內(nèi)部的每個陣列單元可以獨(dú)立完成信號的放大移相等功能，射頻信號經(jīng)天線發(fā)射，所合成的波束就可以朝指定方向進(jìn)行電子掃描，完成雷達(dá)的搜索、跟蹤和測量任務(wù)[1]。而完成每一個輻射單元的信號發(fā)射和回波信號接收的單元叫做TR（Transmit and Receive）組件。

有源相控陣?yán)走_(dá)中的每個天線單元上均有一個TR組件，一個TR組件就是一個雷達(dá)的發(fā)射/接收前端[2]。組件中的發(fā)射信號功率放大器和噪聲接收放大器均與天線輻射單元直接相連。每個有源相控陣?yán)走_(dá)由成千上萬個T/R組件組成，TR組件在批量生產(chǎn)時數(shù)量大，需要測試指標(biāo)多，要處理的數(shù)據(jù)量大，同時組件控制信號繁雜，急需建立T/R自動測試系統(tǒng)。由于TR測試所需的儀表類型和種類眾多，且在各個項目間相互調(diào)動，因此建立T/R模塊通用測試系統(tǒng)意義很重大。

1 T/R組件工作原理

TR組件位于天線和信號/分解網(wǎng)絡(luò)之間，其主要功能是根據(jù)外部控制信號對微波信號進(jìn)行放大、移相和衰減[3]。TR組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。這些經(jīng)處理后的微波信號經(jīng)各自天線單元發(fā)射后，在輻射空間內(nèi)合成為定向波束，從而實(shí)現(xiàn)雷達(dá)的電子掃描功能[4]。

2 測試系統(tǒng)構(gòu)成

2.1 硬件構(gòu)成

TR組件通用自動測試系統(tǒng)的硬件組成如圖2所示。TR組件根據(jù)信號傳輸路徑的不同分為接收通道和發(fā)射通道，不同的信號傳輸路徑測試方法和步驟不同。

2.1.1 接收通道傳輸特性測試

T/R組件接收通道傳輸特性包括接收增益、增益溫度穩(wěn)定度、增益一致性、增益帶內(nèi)平坦度、接收輸入1dB壓縮點(diǎn)、輸入輸出駐波比等技術(shù)指標(biāo)，T/R組件接收通道傳輸特性測試框圖如圖3所示：

2.1.2 發(fā)射通道傳輸特性測試

T/R組件發(fā)射通道傳輸特性包括發(fā)射相位一致性、非線性相位誤差、發(fā)射態(tài)移相性能等指標(biāo)，其傳輸特性測試框圖如圖4所示：

2.2 軟件構(gòu)成

TR組件自動測試系統(tǒng)編程環(huán)境主要有Visual Basic for Windows、Visual C++for Windows、Microsoft Visual Stdio 2008，LabVIEW等。本論文主要討論采用圖形化編程語言Visual Basic for Windows開發(fā)TR組件通用測試系統(tǒng)的原理和方法。

2.2.1 儀表控制

TR組件通用自動測試系統(tǒng)對儀表的控制有三種形式：

（1）交換機(jī)+網(wǎng)線模式

（2）路由器+GPIB電纜模式

（3）GPIB接口卡+GPIB電纜模式

2.2.2 軟件設(shè)計

打開自動測試程序，首先會彈出如圖5所示的系統(tǒng)設(shè)置界面。

在該界面中，測試者可以設(shè)置測試儀表的型號和地址，選擇該TR組件所用的移相器是標(biāo)準(zhǔn)移相器還是時延線。每個移相器都有64態(tài)測量模式和基態(tài)測量模式可供選擇。移相精度和衰減精度的計算方法有均方根法和絕對誤差法兩種。當(dāng)前測試文件在矢網(wǎng)中的保存路徑是當(dāng)前測試所調(diào)用的測試文件在矢網(wǎng)中的保存路徑。當(dāng)更改測試的文件時，只需要在相應(yīng)的空白處修改文件的路徑即可。

點(diǎn)擊生成文件菜單，會彈出圖6所示的文件配置界面。

在該界面中，測試者可以設(shè)置該TR組件測試的起始、終止頻率、測量點(diǎn)數(shù)、矢網(wǎng)的中頻帶寬和組件的有效觀察頻率段。根據(jù)測試需要，發(fā)射指標(biāo)可以用連續(xù)波矢網(wǎng)測量，也可以用脈沖矢網(wǎng)測量，當(dāng)用脈沖矢網(wǎng)測量時，需要對測試脈沖的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。點(diǎn)擊生成文件按鈕，即可通過GPIB接口卡控制矢網(wǎng)，在矢網(wǎng)中生成相應(yīng)的測試文件，極大地滿足了測試者的測試需求。

3 測試結(jié)果處理

針對TR組件測試指標(biāo)多，測試數(shù)據(jù)大的難題，我們利用Microsoft office web components中的spreadsheet控件，來實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的讀取、保存和打印。

為了方便測試者將測試數(shù)據(jù)與指標(biāo)進(jìn)行對比，能即時的發(fā)現(xiàn)TR組件的測試異常數(shù)據(jù)，本軟件還增加了圖形繪制功能，利用ChartSpace控件生成接收/發(fā)射指標(biāo)移相誤差曲線、接收/發(fā)射寄生調(diào)幅曲線圖、接收寄生調(diào)相曲線圖、接收衰減精度曲線和移相精度曲線。

4 結(jié)束語

本文所研究的TR模塊通用自動測試系統(tǒng)，測試方便、功能強(qiáng)大，界面友好，極大地提高了測試效率，節(jié)省了多TR組件之間測試的兼容問題，節(jié)約了大量的工作量，在我所科研生產(chǎn)中扮演者重要的角色。但是該軟件與其他軟件的相互兼容和調(diào)用問題，還需要進(jìn)一步的研究。

【參考文獻(xiàn)】

[1]朱慶明.數(shù)字陣列雷達(dá)述評[J].雷達(dá)科學(xué)與技術(shù)，2004（3）：137-141.

[2]吳曼青，靳學(xué)明，譚劍美.相控陣?yán)走_(dá)數(shù)字T/R組件的研究[J].現(xiàn)代雷達(dá)，2001（2）：57-60.

[3]王冰，靳學(xué)明，韓華.DBF體制雷達(dá)中多通道數(shù)字中頻接收機(jī)設(shè)計[J].現(xiàn)代雷達(dá)，2003，12：48-49.

[4]吳俠義，倪江.一種基于GPIB總線的TR組件測試系統(tǒng)的設(shè)計[J].計算機(jī)測量與控制，2007.15（5）.

[責(zé)任編輯：王楠]