淺談相控陣?yán)走_(dá)天線近場多任務(wù)測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

袁婕

【摘要】 針對相控陣?yán)走_(dá)天線近場多任務(wù)測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能需求進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)系統(tǒng)層次架構(gòu)與功能模塊等，進(jìn)而構(gòu)建多任務(wù)測試系統(tǒng)，以提高天線近場測試效率。

【關(guān)鍵詞】 相控陣?yán)走_(dá) 天線 多任務(wù) 測試系統(tǒng) 設(shè)計(jì)方法

近場天線測試系統(tǒng)作為相控陣?yán)走_(dá)天線性能測試的主要手段，該系統(tǒng)隨著相控陣天線技術(shù)的完善，其測試效率也不斷提升?；趹?yīng)用需求，近場天線測試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多任務(wù)測試是發(fā)展的主要趨勢，目前該系統(tǒng)也已經(jīng)被廣泛的推廣應(yīng)用。

一、相控陣?yán)走_(dá)天線概述

相控陣?yán)走_(dá)包括有源電子掃描陣列雷達(dá)、無源電子掃描陣列雷達(dá)，其主要是通過改變天線表面的陣列波束合成形式，進(jìn)而改變波束掃描方向的雷達(dá)。此類型的雷達(dá)天線的偵測范圍較為廣泛，利用電子掃描，能夠快速的改變波束方向，精準(zhǔn)的測量目標(biāo)信號。

二、近場天線測試系統(tǒng)建設(shè)功能需求分析

近場天線測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)，需要做好軟件需求分析，此系統(tǒng)功能需求如下：1）要能夠滿足全測試周期可配置，以及軟件通用化需求。此功能需求的實(shí)現(xiàn)，責(zé)任需要構(gòu)建眾多數(shù)據(jù)源輸入接口，配置通信協(xié)議以及軟件界面等，面向各類相控陣天線測試，進(jìn)而達(dá)到通用化需求目標(biāo)。2）實(shí)現(xiàn)多任務(wù)測試。相控陣?yán)走_(dá)天線的不斷發(fā)展，使得傳統(tǒng)的單任務(wù)測試方法，已經(jīng)難以滿足天線測試需求，基于此進(jìn)行多任務(wù)測試方法設(shè)計(jì)，在測試探頭單獨(dú)掃描條件下，采取高密度測試方法，即多個(gè)頻率與波束等，實(shí)現(xiàn)高效測試。

三、相控陣?yán)走_(dá)天線近場多任務(wù)測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

多任務(wù)測試系統(tǒng)主要是利用軟件，進(jìn)行測試參數(shù)預(yù)設(shè)，包括測試頻率、波束角度、掃描架運(yùn)用范圍等。利用數(shù)據(jù)處理軟件，進(jìn)行分解轉(zhuǎn)換測試，計(jì)算各采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)，獲取天線方向圖性能參數(shù)，最后顯示圖像。

3.1 架構(gòu)設(shè)計(jì)方法

相控陣?yán)走_(dá)天線近場多任務(wù)測試系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，其是基于構(gòu)件化設(shè)計(jì)思想，利用軟件構(gòu)成元素，由標(biāo)準(zhǔn)接口負(fù)責(zé)提供特定服務(wù)，以支持系統(tǒng)開發(fā)。系統(tǒng)架構(gòu)中的構(gòu)件庫，主要分為數(shù)據(jù)采集類、三維掃描控制補(bǔ)償類、方向圖與數(shù)據(jù)處理類，構(gòu)件存在形式為COM、dll等，使用構(gòu)件管理工具，則能夠進(jìn)行動(dòng)態(tài)加載與管理，進(jìn)而在系統(tǒng)開發(fā)過程中，進(jìn)行構(gòu)件注冊與復(fù)制，實(shí)現(xiàn)版本控制。利用GetTypes靜態(tài)方法，來獲取Assembly內(nèi)的構(gòu)件類型，判斷構(gòu)件類型，看其是否為構(gòu)件接口所派生的，若是則運(yùn)用Activator動(dòng)態(tài)方法，即CreateInstan函數(shù)，來獲取構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)加載[1]。

3.2 多任務(wù)設(shè)計(jì)方法

相控陣?yán)走_(dá)天線近場多任務(wù)測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要進(jìn)行多任務(wù)設(shè)計(jì)。相控陣天線的各波束狀態(tài)，主要是天線波控分系統(tǒng)控制，天線接收波控指令包，由波控分系統(tǒng)進(jìn)行分解處理，對天線上的波束掃描進(jìn)行控制。近場天線多任務(wù)測試設(shè)計(jì)，其核心思想是實(shí)現(xiàn)天線實(shí)時(shí)掃面測試，同時(shí)控制天線頻率與波束等的切換，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)同步切換。多任務(wù)測試系統(tǒng)運(yùn)行的過程中會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，因此為了避免數(shù)據(jù)訪問沖突，則采取創(chuàng)建多線程的方法，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，將其分為數(shù)據(jù)處理與顯示型、接收機(jī)測試型、伺服控制型線程。線程創(chuàng)建后，將會(huì)獨(dú)立運(yùn)行，各線程將會(huì)在其自身的時(shí)間段內(nèi)，使用CPU，實(shí)現(xiàn)輪流執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行。

3.3 系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)方法

相控陣?yán)走_(dá)天線近場多任務(wù)測試系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)源要與數(shù)據(jù)服務(wù)層實(shí)現(xiàn)交互，同時(shí)還需要確保數(shù)據(jù)服務(wù)層和客戶端實(shí)現(xiàn)交互。天線近場測試系統(tǒng)主要是利用數(shù)據(jù)源插件，來封裝底層API驅(qū)動(dòng)或者通訊協(xié)議，基于標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，形成動(dòng)態(tài)鏈接庫，以實(shí)現(xiàn)測試的實(shí)時(shí)性。系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)層的功能為插件容器，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)快速配置查找，動(dòng)態(tài)的將插件放入系統(tǒng)構(gòu)架中，或者從構(gòu)架中取出，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能配置。利用TCP網(wǎng)絡(luò)通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)服務(wù)層和客戶端的信息交互，用戶可以登錄賬號，通過身份驗(yàn)證后，完成界面文件下載，由客戶端負(fù)責(zé)發(fā)送TCP連接請求，基于通訊協(xié)議，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)交互。

3.4 控制器設(shè)計(jì)

相控陣?yán)走_(dá)天線近場多任務(wù)測試系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)，主要包括雷控信號仿真電路、GPIB接口電路、信號轉(zhuǎn)換電路與電源等。系統(tǒng)運(yùn)行前，控制器通過GPIB接口電路，來接收系統(tǒng)中心的指令，記錄測試所需要的頻率碼與波位碼等，將其傳送給雷控信號仿真電路，基于定時(shí)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)解碼與緩存。開始測試后，信號電路接收外觸發(fā)信號，基于各測試點(diǎn)，將雷控與定時(shí)信號傳送給天線，實(shí)現(xiàn)波位切換，同時(shí)而仿真電路能夠和雷控信號、定時(shí)信號協(xié)調(diào)發(fā)出信號。最后協(xié)調(diào)控制天線測試所需要的各種信號，實(shí)現(xiàn)多任務(wù)測試[2]。

3.3結(jié)束語

相控陣?yán)走_(dá)天線近場多任務(wù)測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)，需要合理設(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)，以及多任務(wù)測試功能、接口設(shè)計(jì)等，以確保系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多任務(wù)測試與可拓展性，提高天線測試的效率。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]樊會(huì)濤，閆俊.相控陣制導(dǎo)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J].航空學(xué)報(bào)，2015（09）：2807-2814.

[2]金林，劉小飛，李斌，劉明罡，高暉.微波新技術(shù)在現(xiàn)代相控陣?yán)走_(dá)中的應(yīng)用與發(fā)展[J].微波學(xué)報(bào)，2013（Z1）：8-16.