TR組件自動化測試系統(tǒng)設(shè)計

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      T/R組件主要完成對發(fā)射信號的大功率放大以及接收信號的低噪聲放大，為實現(xiàn)波束控制對收/發(fā)信號進(jìn)行幅度和相位的控制。為衡量T/R組件，需全面測試T/R組件的性能參數(shù)多達(dá)幾十種。面對種類和測量參數(shù)如此多、數(shù)量如此大的T/R組件測試，其工作量十分龐大，僅靠單臺儀器、手動測量完成如此巨大測試任務(wù)幾乎是無法想象的，因此必須采用自動測試系統(tǒng)。即將多臺儀器有機(jī)地結(jié)合在一起，在外控計算機(jī)的控制下發(fā)揮群體優(yōu)勢，才能有效地解決多功能、多參數(shù)和高速度這些互相間不無矛盾的測量要求，從而從根本上解決相控陣T/R組件在科研、生產(chǎn)、現(xiàn)場調(diào)試和設(shè)備維護(hù)等各個階段測試問題。

一、測試原理

       T/R組件綜合測試系統(tǒng)分為控制核心，測試儀器，適配器三個層次進(jìn)行組建。系統(tǒng)的控制核心為主控計算機(jī)，主控計算機(jī)內(nèi)部安裝了系統(tǒng)的測試程序，測試程序通過GPIB/USB/LAN等控制總線控制測試儀器完成所有T/R組件測試程序的運行、測量及后級處理等操作；測試儀器按照測量參數(shù)類型的不同，包含了信號激勵類、功率參數(shù)測試類、頻譜參數(shù)測試類、波形參數(shù)測試類、噪聲系數(shù)參數(shù)測試類多種測試儀器;開關(guān)接口裝置、T/R組件狀態(tài)控制器和接口適配器作為適配器層的硬件構(gòu)成，實現(xiàn)與被測T/R組件的連接、工作狀態(tài)的提供以及多參數(shù)自動測量的自動切換等功能。

二、系統(tǒng)組成   

        根據(jù)被測tr組件性能指標(biāo)特點以及所要求的測量精度，除專用測試儀表外，所需硬件還包括tr組件控制器、開關(guān)矩陣、控制計算機(jī)、路由器以及連接附件，構(gòu)建tr組件自動測試系統(tǒng)。   示波器測量脈沖參數(shù)需使用檢波器；功率探頭用于完成峰值功率測量，同時也用于網(wǎng)絡(luò)分析儀的源功率校準(zhǔn)。測量需要使用衰減器，集成到開關(guān)矩陣當(dāng)中；接收通道測量噪聲系數(shù)所用噪聲源所需+28v直流電壓由頻譜分析儀后面板接口提供。   

       本測試系統(tǒng)所用儀器均帶有l(wèi)an接口，計算機(jī)與各測量儀器設(shè)置相同的網(wǎng)關(guān)和dns地址，通過lan連接至路由器構(gòu)成局域網(wǎng)。以成熟的以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到自動測試系統(tǒng)中，代替?zhèn)鹘y(tǒng)gpib總線技術(shù)，提高數(shù)據(jù)傳輸速度，采用com編程方式，大大降低了軟件的復(fù)雜性，簡化系統(tǒng)軟件設(shè)計，提高了系統(tǒng)的兼容性、易用性、通用性和開放性。

T/R組件綜合測試系統(tǒng)以搭積木的方式進(jìn)行系統(tǒng)集成，系統(tǒng)組成包括硬件平臺、軟件平臺和總體結(jié)構(gòu)方案三部分。

1、硬件平臺

        T/R組件綜合測試系統(tǒng)硬件平臺分為核心層、儀器層、開關(guān)適配層三個層次進(jìn)行組建。核心層為系統(tǒng)的控制中心采用標(biāo)準(zhǔn)上架式工控計算機(jī)，其上安裝有系統(tǒng)主控軟件，通過GPIB/USB/LAN等控制總線來實現(xiàn)整個測試的自動控制、運行、測量及后級處理等功能。儀器層包括了系統(tǒng)測試所需的全面測試資源，按照測量系數(shù)類型的不同劃分為信號激勵、功率參數(shù)、頻譜參數(shù)、波形參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、噪聲參數(shù)等部分。

       開關(guān)適配層的核心是開關(guān)接口裝置，該開關(guān)接口裝置實現(xiàn)T/R組件的狀態(tài)控制、測試通道路由等功能，是實現(xiàn)被測T/R組件及狀態(tài)控制器與測量儀器之間自動連接和自動測試的關(guān)鍵，是自動測試系統(tǒng)的重要組成部分。

控制電路采用嵌入式計算機(jī)，具有體積小、使用靈活和方便通用等特點，外部主控計算機(jī)通過接口卡與開關(guān)接口裝置的嵌入式計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在測量程序的控制下，自動地將被測端口連接到相應(yīng)的測試端口，采用分時的辦法將單元的測試端口與通用儀器測試端口進(jìn)行相連。

2、軟件設(shè)計  

        本測試系統(tǒng)使用lxi總線技術(shù)，所用儀器均帶有l(wèi)an接口，通過路由器把各儀器連接起來組成一個局域網(wǎng)，使用com編程方式實現(xiàn)pc機(jī)與儀器之間的通信。

        2.1 測試系統(tǒng)校準(zhǔn) 支持儀器設(shè)備自校準(zhǔn)、測試資源計量與校準(zhǔn)處理，能夠進(jìn)行補償數(shù)據(jù)的獲取，允許用戶對修正數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。

        2.2 測試任務(wù)執(zhí)行 可以根據(jù)需要選擇測量參數(shù)。

        2.3 數(shù)據(jù)分析處理 提供信息查詢、數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計分析、報表輸出與報表打印等功能。

        2.4 系統(tǒng)維護(hù)功能 提供測試程序信息維護(hù)、軟件平臺配置、數(shù)據(jù)庫信息管理、用戶權(quán)限管理、數(shù)據(jù)源管理與軟件升級等通用功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)的管理配置。根據(jù)功能的不同，整個軟件設(shè)計劃分為系統(tǒng)構(gòu)建、測試參數(shù)選擇、系統(tǒng)校準(zhǔn)補償，數(shù)據(jù)處理四大部分。

3、總體結(jié)構(gòu)

　　為了滿足用戶的實際需要，T/R組件綜合測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計采用標(biāo)準(zhǔn)實驗室用儀器機(jī)柜形式，分別將GPIB總線、通用儀器以及機(jī)架式工控機(jī)等儀器設(shè)備以標(biāo)準(zhǔn)U尺寸堆疊于機(jī)柜中，按照操作使用方便以及易于安裝連接等原則進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)布局。

4、結(jié)語

       本測試系統(tǒng)利用頻譜分析儀測量噪聲系數(shù)，完成1個tr組件全部參數(shù)的測量不超過10分鐘，且測量數(shù)據(jù)存儲、測量結(jié)果顯示及指標(biāo)合格判定全部自動化，極大提高效率。如需了解此測試系統(tǒng)，可登錄www.namisoft.com。