一种雷达t/r组件自动测试系统及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于雷达技术领域，特别涉及一种雷达T/R组件自动测试系统及其方法， 即一种雷达发射机/接收机（TransmitterandReceiver)组件自动测试系统及其方法，适 用于有源相控阵雷达T/R组件的自动测试。
【背景技术】
[0002] 目前，有源相控阵雷达处于当今世界雷达研制与发展的主流趋势。在机载方面，有 源相控阵雷达不仅能获取目标的位置信息（包括距离、方位角、俯仰角），还能获取目标的 速度、形状信息，引导导弹对目标进行攻击，直接决定了一架战斗机的作战性能，典型的相 控阵雷达是用移相器同时控制雷达天线波束的发射和接收，该相控阵雷达的每个天线辐射 单元是由一个接收机和一个发射功率放大器的有源阵组成，通常可将雷达收、发信号具有 放大功能及与之相适应的电路功能组合在一起的组件简称雷达T/R组件。
[0003] 有源相控阵雷达由雷达T/R组件、天线单元和无源馈线系统组成，其中，雷达T/R 组件承担着发射信号的主功率放大、接收微弱信号的低噪声前置放大、波束形成和扫描所 需的幅相控制功能，即将雷达阵面的雷达T/R组件排成阵列，该阵列通过波束形成接收发 射信号，然后再使用接收机对该接收的发射信号进行频率变换，得到数字信号，最后依次通 过信号处理和数据处理对该数字信号实现测量目的。因此，雷达T/R组件的性能直接关系 着整个雷达的性能。
[0004] 为了全面展现雷达T/R组件的完整性能，在雷达T/R组件装入雷达系统前必须进 行严格测试，测量仪器包括峰值功率计，矢量网络分析仪、频谱仪三个微波仪器；同时该雷 达T/R组件的电气指标非常多，包括功率，网络，频谱，噪声、输入输出驻波系数、转换时间、 移相精度、衰减精度、相位一致性、增益一致性。但是，通常意义上一个雷达具有数百甚至上 千个雷达T/R组件，使得测试任务量非常大，甚至导致测试任务几乎不可能用手工完成。因 此，在有源相控阵雷达的研制与生产过程中，雷达T/R组件的自动测试技术是影响产品研 制、生产进度和产品质量的关键技术之一，使得研究和发展雷达T/R组件的自动测试技术 尤为重要。
【发明内容】
[0005] 针对以上现有技术存在的不足，本发明的目的在于提出一种雷达T/R组件自动测 试系统及其方法，该发明针对有源相控阵雷达T/R组件能够开发相应的自动测试系统，完 成对雷达T/R组件以下指标的自动化测试，同时为了便于观察最终测试结果，通过处理将 最后的结果以Excel表格的形式存储。
[0006] 为了实现上述目的，本发明的技术思路是：首先利用SCPI指令集借助LabVIEW编 程实现测量仪器矢量网络分析仪的自动控制和数据实时采集、回显；然后通过并口将T/R 正常工作所需的时钟送入T/R组件使其正常工作；最后在T/R正常工作的前提下，利用矢量 网络分析仪实现数据的采集与同步处理、存储。
[0007] 为达到上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。
[0008] 技术方案一：
[0009] 一种雷达T/R组件自动测试系统，其特征在于，包括：电源、雷达T/R组件、矢量网 络分析仪、主控计算机；
[0010] 主控计算机，通过通用接口总线向矢量网络分析仪发送已经存储在主控计算机磁 盘上的校准文件，使矢量网络分析仪完成校准，然后完成校准的矢量网络分析仪向雷达T/ R组件发射微波信号；雷达T/R组件通过导线接收电源提供的电压或电流的同时，也接收主 控计算机通过并口控制时钟线发送过来的控制时钟信号，然后雷达T/R组件对接收到的微 波信号的相位、幅度分别进行相位改变、幅度衰减处理，得到处理后的微波信号，并将处理 后的微波信号发送至矢量网络分析仪，矢量网络分析仪采集微波信号和处理后的微波信号 之间的相位、幅度变化数据，再将采集到的微波信号和处理后的微波信号之间的相位、幅度 变化数据利用通用接口总线发送至所述主控计算机进行分别存储。
[0011] 技术方案二：
[0012] 2、一种雷达T/R组件自动测试方法，基于雷达T/R组件自动测试系统，所述雷达T/ R组件自动测试系统包括：电源、雷达T/R组件、矢量网络分析仪、主控计算机，其特征在于， 所述雷达T/R组件自动测试方法包括以下步骤：
[0013] 步骤1，初始化矢量网络分析仪，并设置矢量网络分析仪地址、参数标志位SF、时 钟状态CS、通道标号SS、移相器状态TS、起始频率fstart、停止频率fstop、扫描点数M、测试状 态总数N、存储文件标题字符串、参数名称字符串、文件名字符串和文件存储路径字符串；
[0014] 步骤2,根据设置的矢量网络分析仪的参数标志位SF，在矢量网络分析仪上分别 创建端口 2接匹配负载时端口 1的反射系数Sn、端口 2接匹配负载时端口 1到端口 2的传 输系数S21、端口 1接匹配负载时端口 2到端口 1的传输系数S12、端口 1接匹配负载时端口 2的反射系数S22;并分别得到所述端口 2接匹配负载时端口 1到端口 2的传输系数S21的 参数标志位SF、时钟状态CS、通道标号SS和移相器状态TS;
[0015] 步骤3,根据所述端口 2接匹配负载时端口 1到端口 2的传输系数S21的参数标志 位SF、时钟状态CS、通道标号SS和移相器状态TS加载雷达T/R组件的并口控制时钟；
[0016] 步骤4,雷达T/R组件读取其并口控制时钟后，分别采集雷达T/R组件处于移相状 态下的相位数据、增益数据S21(pA和驻波比数据S21(ps，以及雷达T/R组件处于衰减状态下 的相位数据、增益数据S21AA和驻波比数据S21AS;
[0017] 步骤5,根据雷达T/R组件处于移相状态下的相位数据焉._、增益数据S2l(pA和驻波 比数据美^，以及雷达T/R组件处于衰减状态下的相位数据$21Αφ、增益数据S21M和驻波比数 据S21AS分别进行数据处理，分别获取移相状态下雷达T/R组件在频点i处的驻波比&、移 相状态下雷达T/R组件在频点i处的0状态相位、移相状态下雷达T/R组件在频点i 的0状态衰减*%4、接收通道在频率点i处的〇状态一致性相位Αφi、接收通道在频率点i处的移相精度RMSi、衰减状态下雷达T/R组件在频点i处的驻波比SAl、衰减状态下雷达 T/R组件在频点i处的0状态相位心Λ、衰减状态下雷达T/R组件在频点i处的0状态衰减 、接收通道在频率点i处的0状态一致性增益AGi和接收通道在频率点i处的衰减精 度ARMS1;
[0018] 其中，i=Α，1 = 1，2. . .M;j= 1，2, . . .N，Μ表示设置的矢量网络分析仪扫描点 数，Ν设置的矢量网络分析仪测试状态总数，表示第1个扫描点处的频率点；
[0019] 步骤6，编写自动存储模块分别存储移相状态下雷达T/R组件在频点i处的驻波比 、移相状态下雷达T/R组件在频点i处的0状态相位、移相状态下雷达T/R组件在频 点i的0状态衰减、接收通道在频率点i处的0状态一致性相位Αφi、接收通道在频 率点i处的移相精度RMSi、衰减状态下雷达T/R组件在频点i处的驻波比SAl、衰减状态下 雷达T/R组件在频点i处的0状态相位、衰减状态下雷达T/R组件在频点i处的0状 态衰减、接收通道在频率点i处的0状态一致性增益和接收通道在频率点i处的 衰减精度ARMSp
[0020] 本发明与现有技术相比具有以下优点：
[0021] (1)本发明方法能够实现矢量网络分析仪校准文件的自动加载和设置矢量网络分 析仪参数标志位、起止频率、扫描点数、移相器总状态数的自动设置，避免每次开机手动校 准和手动设置的繁杂操作；
[0022] (2)本发明利用雷达T/R组件自动测试程序同步控制矢量网络分析仪和雷达T/R 组件，不需要利用信号源产生时钟，时钟控制通过T/R自动测试系统界面手动设置实现，时 钟输出由雷达T/R组件自动测试程序产生，通过计算机并口连接线输入到雷达T/R组件时 钟控制端，简化了测试流程，提高了自动化测试效率；
[0023] (3)本发明中所需数据的实时采集和处理同步完成，并且该所需数据的处理结果 自动存储为Exce1表格文件，所需数据的处理过程由雷达T/R组件自动测试程序自动完成。 此外，测试结果以Excel报告形式给出，使得用户能够直观得到测试结果。
【附图说明】
[0024] 图1是本发明的一种雷达T/R组件自动测试系统的硬件连接框图；
[0025] 图2是本发明的一种雷达T/R组件自动测试方法的流程示意图；
[0026] 图3是本发明的一种雷达T/R组件自动测试系统上位机界面图；
[0027] 图4是矢量网络分析仪二端口归一化入射波及反射波定义图；
[0028] 图5是本发明的一种雷达T/R组件时钟设计流程图；
[0029] 图6是使用本发明方法加载雷达T/R组件时钟后的测试结果示意图；
[0030] 图7是使用本发明方法进行数据存储的设计流程图。
【具体实施方式】
[0031] 参照图1，是本发明的一种雷达T/R组件