虛擬儀器在雷達(dá)測試方面的應(yīng)用研究

汪永英

摘 要 測試技術(shù)是當(dāng)前機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)相當(dāng)重要的一項(xiàng)技術(shù)，當(dāng)前設(shè)備生產(chǎn)，要想保證設(shè)備產(chǎn)品的性能和相應(yīng)的指標(biāo)合格，從元件到設(shè)備整機(jī)都需要進(jìn)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(dá)是較為復(fù)雜的設(shè)備，當(dāng)前在雷達(dá)測試上主要采用的還是標(biāo)準(zhǔn)的測試儀器手動進(jìn)行雷達(dá)性能測試。虛擬儀器是儀器領(lǐng)域的重大突破，能夠有效促進(jìn)測試技術(shù)的進(jìn)步，在當(dāng)前雷達(dá)測試方面有了廣泛應(yīng)用，本文基于此進(jìn)行具體的分析與介紹。

關(guān)鍵詞 雷達(dá)測試;虛擬儀器;自動測試;雷達(dá)系統(tǒng);VXI

引言

虛擬儀器是當(dāng)前儀器領(lǐng)域的重大突破，在測試領(lǐng)域有較為廣泛的應(yīng)用空間。雷達(dá)作為一個精密復(fù)雜設(shè)備，在設(shè)備生產(chǎn)以及實(shí)際使用當(dāng)中需要做大量的測試工作，在這個時候能夠通過應(yīng)用虛擬儀器實(shí)現(xiàn)測試手段的更新，從而更好地進(jìn)行雷達(dá)測試工作[1]。VXI總線技術(shù)的出現(xiàn)，為虛擬儀器的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)，而VXI和VI在當(dāng)前測試領(lǐng)域具有不錯的應(yīng)用價值，能夠更好地解決測試問題。

1現(xiàn)代雷達(dá)的特點(diǎn)介紹與分析

從雷達(dá)面世之后，各個方面的需求推動著雷達(dá)不斷發(fā)展，在原先的戰(zhàn)爭以及現(xiàn)在航空調(diào)度當(dāng)中都有重要的應(yīng)用價值。傳統(tǒng)雷達(dá)僅僅是對目標(biāo)的距離，目標(biāo)方位角度以及高度進(jìn)行測量，而現(xiàn)代雷達(dá)相較于傳統(tǒng)雷達(dá)而言已經(jīng)有了很大的改善與進(jìn)步。一方面，現(xiàn)代雷達(dá)的整體功能上更加齊全，并且相較于傳統(tǒng)雷達(dá)在各個方面的性能上都有了很大的提升;另外一方面，現(xiàn)代雷達(dá)與傳統(tǒng)雷達(dá)相比對于不同的雷達(dá)工作環(huán)境能夠更好地適應(yīng)，而且在技術(shù)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(shí)際雷達(dá)工作環(huán)境當(dāng)中，電子對抗技術(shù)的應(yīng)用是相當(dāng)多的，給予雷達(dá)工作施加的干擾也是相對較多的，而現(xiàn)代雷達(dá)從技術(shù)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(guān)工作。除此之外，在當(dāng)今社會，多雷達(dá)組網(wǎng)以及多傳感器信息融合也成了雷達(dá)領(lǐng)域的發(fā)展方向，應(yīng)用上也越來越廣泛。

2虛擬儀器概述

VXI總線技術(shù)是虛擬儀器產(chǎn)生的基礎(chǔ)，同時VXI中心概念技術(shù)也是在VME總線的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。VME總線在設(shè)計(jì)的時候主要是為微型計(jì)算機(jī)服務(wù)的，因此并沒有考慮到現(xiàn)代化的儀器需求，例如同步，觸發(fā)等功能。而VXI總線設(shè)計(jì)的時候充分考慮到了現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的新需求，從而在VME總線的基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)[3]。

虛擬儀器是在VXI總線技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生的。虛擬儀器具有以下幾個方面的優(yōu)點(diǎn)，首先虛擬儀器相較于普通的雷達(dá)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(fù)性，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中建立了一些相應(yīng)功能的數(shù)學(xué)模型。而后，測量速度也相對較快，建多種測試方法有效結(jié)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(tǒng)的開關(guān)以及電纜的運(yùn)用，利用公用的量化通道，利用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行校準(zhǔn)和修正，從而能夠有效減少開關(guān)以及電纜，信號就不需要經(jīng)過多個流程在不同儀器當(dāng)中進(jìn)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(kuò)展性較好的特點(diǎn)，在實(shí)際使用過程中，添加了用戶意愿的功能設(shè)計(jì)，這樣在新功能需求下，不需要對雷達(dá)設(shè)備進(jìn)行重復(fù)購買，實(shí)現(xiàn)了成本控制。并且，為了提高性能并且完善整個雷達(dá)測試系統(tǒng)，很多時候需要對測試系統(tǒng)的功能進(jìn)行添加和優(yōu)化，在進(jìn)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(tǒng)的重復(fù)設(shè)計(jì)與購置，有利于整個系統(tǒng)的擴(kuò)展與優(yōu)化。

當(dāng)前工業(yè)控制當(dāng)中，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用。國外很多地區(qū)和國家都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了VXI測試系統(tǒng)的應(yīng)用，但目前我國在這一方面的應(yīng)用相對較少。

3虛擬儀器在雷達(dá)測試中的應(yīng)用分析與探討

相較于傳統(tǒng)的雷達(dá)測試儀器而言，虛擬儀器優(yōu)勢是比較明顯的。虛擬儀器可以利用豐富的計(jì)算機(jī)資源實(shí)現(xiàn)軟件化，盡可能降低由于傳統(tǒng)儀器測試差異帶來的誤差，實(shí)際處理過程當(dāng)中可以采用先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，并且通過設(shè)計(jì)出較為友好美觀的交互界面加強(qiáng)測試系統(tǒng)使用的交互體驗(yàn)。

其次，當(dāng)前計(jì)算機(jī)硬件資源是相當(dāng)豐富的，而且EDA以及數(shù)字信號處理等計(jì)算機(jī)技術(shù)的研究與發(fā)展，也極大促進(jìn)了虛擬儀器分析數(shù)據(jù)的速度，在實(shí)際雷達(dá)測試當(dāng)中，這方面的要求實(shí)現(xiàn)相對較高的，通過應(yīng)用虛擬儀器能夠有效滿足相關(guān)需求。

再來，VI系統(tǒng)整體上是適應(yīng)信息化潮流的，在應(yīng)用到雷達(dá)測試的過程中，能夠根據(jù)不同模塊和系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，構(gòu)建相應(yīng)的儀器。而且，VI系統(tǒng)的靈活程度也相對較高，能夠較好地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化雷達(dá)測試以及雷達(dá)控制。

VXI總線在虛擬儀器當(dāng)中應(yīng)用較為廣泛，能夠大大降低設(shè)備的體積以及重量，從而能夠讓設(shè)備更加地方便攜帶。而且VXI總線數(shù)據(jù)吞吐能力也是相當(dāng)強(qiáng)的，能夠有效發(fā)揮計(jì)算機(jī)的作用，實(shí)現(xiàn)定位和同步的精確，這對于雷達(dá)測試而言具有重要意義，模塊的可重復(fù)性也相對較強(qiáng)。而PXI總線整體結(jié)構(gòu)上與VXI相似，但是在運(yùn)行速度以及設(shè)備成本上實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化，兼容性和可擴(kuò)展性都相對較好，整體雷達(dá)運(yùn)作過程當(dāng)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(dá)測試工作。

在具體應(yīng)用當(dāng)中，虛擬儀器不管是在雷達(dá)的元件抑或是雷達(dá)整個設(shè)備的測試過程當(dāng)中都，能夠發(fā)揮重要作用，例如天氣雷達(dá)發(fā)射系統(tǒng)測試，發(fā)射機(jī)脈沖測試，雷達(dá)接收機(jī)測試等方面[5]。虛擬儀器在測試中的優(yōu)勢，能夠充分得到應(yīng)用和發(fā)掘，提高測試質(zhì)量以及效率。

4結(jié)束語

當(dāng)前虛擬儀器主要還是通過系統(tǒng)，抑或是軟件開發(fā)的方式參與到雷達(dá)測試工作，實(shí)際應(yīng)用中，也有較好的應(yīng)用效果以及應(yīng)用價值，能夠有效推動相關(guān)工作的開展。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊峰輝，姜云.基于虛擬儀器技術(shù)的雷達(dá)測試系統(tǒng)研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011（7）：23-25.

[2] 宰辰熹.虛擬儀器技術(shù)在航空機(jī)載氣象雷達(dá)測試系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].測控技術(shù)，2012（1）：112-115，120.

[3] 盧劍奇，趙擁軍，黨同心.虛擬儀器技術(shù)在雷達(dá)系統(tǒng)測試中的應(yīng)用[J].儀器儀表學(xué)報，2005（z2）：258-261.

[4] 薛嘉，蔡金燕，馬颯颯.基于虛擬儀器的雷達(dá)裝備ATS使用測試性驗(yàn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)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(dá)發(fā)射系統(tǒng)測試中的應(yīng)用[J].國外電子測量技術(shù)，2018，37（10）：71-75.