TR组件测试系统的检定新方法

发表时间:2021/6/11   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:张勇 潘华府
[导读] 摘要:伴随着高新技术时代的来临,我国雷达技术得到了飞速发展,当前我国雷达技术以源相控阵雷达为主,TR组件是该雷达装置中最为关键的构成,是雷达运行效率、精确程度以及成本使用的决定性因素,但是在一个雷达装置系统中,TR组件的数量就超过数万,此外各个TR组件的性能、效率以及参数指标不同,因此很难实现对TR组件的系统测试。
        中国电子科技集团第三十八研究所  安徽合肥 230011
        摘要:伴随着高新技术时代的来临,我国雷达技术得到了飞速发展,当前我国雷达技术以源相控阵雷达为主,TR组件是该雷达装置中最为关键的构成,是雷达运行效率、精确程度以及成本使用的决定性因素,但是在一个雷达装置系统中,TR组件的数量就超过数万,此外各个TR组件的性能、效率以及参数指标不同,因此很难实现对TR组件的系统测试。本文针对上述情况,首先阐述TR组件的基本构成以及基本原理,结合对TR组件的传统测试系统方式进行改造,从而提出一种能够自动化进行TR组件测试系统的检定新方法,使得在进行TR组件系统测试时,能够实现内部资源的合理配置,将TR组件测试效率稳定提升,并且该种新型TR组件测试方法能够适用于多种型号。为后续相关研究提供一定的借鉴意义。
        关键词:TR组件;测试系统;检定新型方法
        引言
        对TR组件测试系统的检定方式进行优化设计,是提升TR组件测试效率的有效措施,也是实现TR组件系统内部资源的合理配置重要方法,因此要对要根据TR组件的测试装置以及构件作出全新规划,实现对TR组件的运作频率、噪音处理以及驻波特征自动化检定,最后将所得出的检定结果进行再次测试,直到达到使用标准。TR组件也可以称为发射接受组件,其基本构成是将雷达转移相装置、雷达波形形成装置与微波信号接受装置在同一空间内进行组件,形成TR组件,在该TR组件面板上,分布数万个基本原件,每一个基本原件都能对外界信号作出单独的反应,执行雷达波的接受与发出,数万个TR组件共同组成约束雷达波,使得雷达的侦查与信号接受发射性能得到大幅度提升,从上述概括中得知TR组件赋予雷达装置活的灵魂,使其对外信号的接受与发射能力得到提高,但是TR组件的参数指标众多,并且内部TR组件数量众多,因此对TR组件进行系统测试的检定时,按照传统人工手段进行测试,就使得工作量大大提升,检定精确程度尚待商榷,也无法满足当前对TR组件的运行效率、成本支出进行检定测试的要求,针对上述问题的产生,开展TR组件测试系统的检定新方法的研究刻不容缓。
        1、TR组件概论
        1.1TR组件的构成
        在TR组件内部的结构中,首先按照其运行方式划分为发射通道与接受通道,然后在上述通道内部进行微型雷达波的转换阀门的安装,从而实现对TR组件的闭合控制,因此TR组件的过程如下图1所示:
       
        图1  TR组件的构成示意图
        根据上述示意图得知,发射通道的构成有接受发射阀门、雷达转移相装置、雷达波衰减装置以及放大设备为主,当该TR组件开始运行发射流程时,会在雷达发射阀门出进行信号的发出,将信号传输入一级阀门装置中,随后进行信号转移相进入二级阀门,最后在雷达功率的放大装置内进行信号处理,从而将所得出的信号传输入天线发射装置,实现对雷达信号的精确发射;当TR组件开始运行接收流程时,首先通过雷达天线对外界信号的收录,通过对低频率噪音进行放大处理,从而将所接收的信号逐级放大,随后在进行信号转移相之后实现对雷达接收信号的传输过程。在上述环节雷达信号的接受与发射环节中,都要对信号进行衰减处理,防止在发射信号与接受信号时造成雷达信号的损坏。
        1.2TR组件的测试原理
        TR组件的测试在雷达运行时启动,首先当TR组件也要进行信号的输入时,使用的载体可以是雷达微波信号,该种信号能够达到雷达运行时的模拟效果,并对此形成特定的TR组件测试反应;此外,雷达运行时的时间流程采用脉冲方式进行虚拟建造,以便提高TR组件测试的精确程度,并且在上述环节中所得出的TR组件数据信息,就是必须进行测试与检定的信号,常规的测试检定方法有功率装置以及雷达示波测试。
        在雷达信号的接收环节,对TR组件的内部性能指标与参数设计可以采用矢量网络分析设备实现,进行雷达信号接收的测试原理如下图2所示:
       
        图2  TR组件雷达接收测试示意图
        2、TR组件自动化测试系统设计
        2.1TR组件自动化测试设计
        进行TR组件的测试与检定方法,按照传统测试方式采用简单的测试装置对TR组件的性能参数进行人工检定,就会在测试过程中造成测试效率低、速率慢,此外,还需要支付大量的人工成本与测试装置支出,造成测试成本的大量投入,不利于经济效益的提升。针对上述情况的产生,进行TR组件测试系统的检定新方法研究刻不容缓,而自动化测试系统的设计则可以解决传统测试方法的问题,自动化测试的设计原理就是将所有进行TR组件测试的装置进行组合,并在内部设置专门的控制程序,最终在计算机上实现,根据计算机的控制,能够实现对TR组件自动化测试与检定环节,这种方式在一定程度上将传统测试中效率低下、测试速率缓慢以及测试精确度低的问题进行统一解决,节省了人工成本的投入。TR组件自动化测试的检定流程如下如3所示。
       
        图3  TR组件自动化测试系统构成示意图
        上述TR组件自动化测试系统主要分为三层,从上到下依次为测试控制中心、测试装置以及阀门端口装置。在测试控制中心中,同时使用的线路有两种,一是GPIB总控制线路;二是LXI总控制线路,在LXI总控制线路中,完美实现了互联网技术与测试装置的结合,将TR组件测试的自动化研究推入使用,其内部具备的参数兼容性更是使得对TR组件自动化测试系统的定期检修与改进变得相对简便。因此在进行TR组件测试系统的检定新方法研究中,必须将所进行测试的装置都更换为LXI接口,将进行TR组件测试的环节进行优化。
        2.2参数设计
        在进行TR组件自动化测试流程时,将TR组件的进出端口设置为雷达微波信号的发射接受端口,因此将对参数的测试转移到对TR组件的测试上,构成其参数设计的模型参数如下图4所示:
       
        图4  TR组件等效二端口参数图
        在上述图中的b1=S11a1+S12a2,b2=S21a1+S22a2,由此得知,上述参数中的数据信号能够直接采用矢量网络分析装置进行测试,即进行TR组件系统测试,就是进行发射通道与接收通道的测试。
        3、TR组件测试系统的检定新方法
        在进行研究设计TR组件测试系统的检定新方法中,首先要进行测试程序的制定,将其与测试装置的总信号端口进行连接,使得测试信号初始化,同时启动测试程序进行测试指令的执行,对发射与接收的信号进行及时处理,将所得出的结果进行留存与传输,即完成了对TR组件的自动化测试。
        进行TR组件测试系统的检定新方法的具体执行步骤如下:一是进行用户认证板块系统的测试,在测试时弹出用户测试的登录界面,输入完成后进行下一环节;二是对进行TR组件的分类,并设置为菜单格式,用户选择需要进行测试的TR组件,再次点击可停止当前测试;三是对TR组件内部的资源进行合理配置,查询TR组件是否与计算的性能、效率与精确度一致,如下图5所示。四是将所进行的TR组件测试的流程以及报表进行传输,在内部计算系统作用下,完成对测试结果的统计与整理。
       
        图5  自动化校准示意图
        结语
        当前我国雷达技术以源相控阵雷达为主,TR组件是该雷达装置中最为关键的构成,对传统TR组件测试进行优化,提出一种能够自动化进行TR组件测试系统的检定新方法,为后续TR组件测试提供借鉴
        参考文献
        [1]冯亮;张露妍.TR组件测试系统功率参数校准技术[J].上海计量测试,2014,41(03):12-15.
        [2]刘芳瑾;卢晨;曹雷.TR组件测试系统的检定新方法[D].2005.
        [3]吴侠义;倪江.一种基于GPIB总线的TR组件测试系统的设计[J].计算机测量与控制,2007,(05):582-584.
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