一种大功率宽带发射阵实测系统及其测试方法与流程

本发明涉及宽带网络通讯测试技术领域，具体为一种大功率宽带发射阵实测系统及其测试方法。

背景技术：

透镜馈电的多波束发射体制具有工作频带宽，可同时形成多个波束，可瞬时覆盖寬方位，波束转换控制快速灵活，等效辐射功率高，性能稳定，可靠性高等特点，可广泛用于舰载、车载、机载等大型高价值武器平台及重要目标的自卫或支援掩护干扰，目前已在各军事强国得到广泛的应用，关于阵列天线馈电的幅相误差对辐射方向图的影响，已有不少文献开展过研究，相控阵雷达波束灵活捷变，较机械扫描雷达有许多优点，但现有相控阵雷达以窄带工作模式为主，而应用宽带技术可以大大提高雷达的距离分辨力，而高距离分辨率则是雷达进行成像、目标识别以及高精度测量和精确制导的基础，因此，相控阵采用宽带技术可以进一步增强相控阵雷达的功能，扩大其应用范围，两者的结合将在我国的武器装备系统中发挥重要作用。对雷达而言，宽带阵列可能有两类，即所谓“宽发窄收”和“窄发窄收”两种。“宽发窄收"是指利用小孔径阵列形成宽发射波束，在接收时则利用大孔径阵列同时形成多个窄的接收波束，在宽带发射阵装配完成后，需要进行实际测试，测试成功后才能使用。

目前的宽带发射阵实测系统存在以下不足：

1）、现有的测试处理速度较慢，需要花费测试人员大量的时间进行等待，由于同时对多个发射端进行测试，测试结果同时由一个处理器进行处理，负担较大，不能实现通过采用多处理器自动匹配处理数据，来减小处理器负担，缩短处理时间，无法达到既快速又准确的对测试数据进行处理的目的，从而给测试人员的宽带发射端阵测试工作带来极大的不便。

2）、测试波段范围较小，测试较为局限，只能实现小范围波段测试，不能实现通过采用多波段分类、匹配以及分通道处理，来使大范围波段宽带数据进行快速测试，无法达到扩大宽带发射端测试系统使用范围的目的。

3）、现有的测试系统在进行测试数据无线传输过程中，易出现数据被干扰或数据被窃取，安全性较差，导致测量数据失真，不能实现通过对数据进行加密和滤波除杂处理，来保证宽带发射阵测试结果的准确性。

技术实现要素：

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种大功率宽带发射阵实测系统及其测试方法，解决了现有的测试处理速度较慢，需要花费测试人员大量的时间进行等待，测试波段范围较小，测试较为局限，只能实现小范围波段测试，不能实现通过采用多波段分类、匹配以及分通道处理，来使大范围波段宽带数据进行快速测试，无法达到扩大宽带发射端测试系统使用范围的目的，现有的测试系统在进行测试数据无线传输过程中，易出现数据被干扰或数据被窃取，安全性较差，导致测量数据失真的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种大功率宽带发射阵实测系统，包括宽带测试终端层、数据传输单元、云端数据处理层、宽带发射终端阵和宽带接收终端单元，所述宽带测试终端层通过数据传输单元与云端数据处理层实现无线双向连接，且云端数据处理层的输出端与宽带发射终端阵的输入端无线连接，且云端数据处理层与宽带接收终端单元实现双向电性连接，所述云端数据处理层包括后台服务器、测试数据收发模块、多波段数据分类单元、多波段处理器单元、多波段数据测试单元、多波段数据分析单元、联网大数据库模块和无线网络通讯模块，所述后台服务器分别与测试数据收发模块、多波段数据分类单元、多波段处理器单元、多波段数据测试单元、多波段数据分析单元和无线网络通讯模块实现双向连接，且多波段数据分析单元分别与多波段数据测试单元和联网大数据库模块实现双向连接。

所述多波段数据测试单元包括多通道分配单元、第一处理器匹配连接模块、数据提取模块、等效辐射功率测试模块、波束宽度测试模块、波束指向偏差测试模块、副瓣电平测试模块和副瓣指向角测试模块，所述多通道分配单元的输出端与第一处理器匹配连接模块的输入端电性连接，且第一处理器匹配连接模块的输出端与数据提取模块的输入端电性连接，所述数据提取模块的输出端分别与等效辐射功率测试模块、波束宽度测试模块、波束指向偏差测试模块、副瓣电平测试模块和副瓣指向角测试模块的输入端电性连接。

优选的，所述多通道分配单元包括波段数据来识别模块、处理通道筛选模块、通道编码匹配模块和数据加载模块。

优选的，所述多波段数据分析单元包括测试结果接收模块、第二处理器匹配连接模块、标准数据导入模块、阵元失效分析模块、幅度误差分析模块、相位误差分析模块和分析结果整合模块。

优选的，所述测试结果接收模块和分析结果整合模块的输出端均与第二处理器匹配连接模块的输入端电性连接，且第二处理器匹配连接模块的输出端分别与阵元失效分析模块、幅度误差分析模块和相位误差分析模块的输入端电性连接，所述第二处理器匹配连接模块与标准数据导入模块实现双向电性连接。

优选的，所述多波段数据分类单元与多波段处理器单元实现双向电性连接，且多波段处理器单元是由n个波段处理模块组成，所述多波段数据分类单元包括波段识别模块、波段编码地址提取模块、波段排序算法处理模块和波段数据连接模块。

优选的，所述宽带测试终端层包括用户登录模块、用户交互模块、数据显示模块和测试评估模块。

优选的，所述数据传输单元包括数据滤波除杂模块、数据加密模块和数据载波发送模块。

优选的，所述宽带发射终端阵是由n个宽带发射终端组成，且宽带接收终端单元是由n个宽带接收终端组成。

本发明还公开了一种大功率宽带发射阵实测系统的测试方法，具体包括以下步骤：

s1、测试指令的发送：首先通过宽带测试终端层内的用户登录模块进行登录，登录成功后，即可通过用户交互模块与整个测试系统进行交互，测试人员先通过后台服务器控制测试数据收发模块向带测试的宽带发射终端阵内各个宽带发射终端无线发送测试指令，然后宽带发射终端开始工作测试；

s2、数据分类：宽带接收终端单元内与步骤s1对应的宽带接收终端接收到测试数据信息后，并测试数据发送至测试数据收发模块内，然后后台服务器控制多波段数据分类单元内的波段识别模块识别出传来数据的波段类型，再通过波段编码地址提取模块对识别出来的波段进行地址编码处理，之后通过波段排序算法处理模块根据编码的地址进行波段排序，然后通过波段数据连接模块与多波段处理器单元建立数据连接；

s3、多通道分配：然后后台服务器控制多波段数据测试单元内的多通道分配单元对导入的数据进行多通道分配处理，通过波段数量识别模块先识别出导入波段的数量，然后使处理通道筛选模块筛选出与数量和类型相匹配的处理通道，再通过通道编码匹配模块将数据编码与通道编码进行匹配处理，之后通过数据加载模块将匹配好的数据载入相应处理器内；

s4、测试处理：根据步骤s3分配的通道通过第一处理器匹配连接模块与相应的处理器进行连接，然后通过数据提取模块将测试数据分别导入等效辐射功率测试模块、波束宽度测试模块、波束指向偏差测试模块、副瓣电平测试模块和副瓣指向角测试模块内进行测试处理；

s5、测试结果分析：步骤s4测试的数据传送至多波段数据分析单元内，通过多波段数据分析单元内的测试结果接收模块接收到测试数据后，通过第二处理器匹配模块再次连接相应处理器，并通过标准数据导入模块将联网大数据库模块内的标准数据导入系统内，然后分别通过阵元失效分析模块、幅度误差分析模块和相位误差分析模块根据步骤s4中测试的各指标分别进行阵元失效、幅度误差和相位误差与标准数据进行比较，判断测试结果是否超标，若超标，则通过分析结果整合模块对测试数据和分析结果进行整合处理；

s6、数据的传输及评估：将步骤s5得到的测试数据和分析结果通过无线网络通讯模块无线传送至数据传输单元内，依次通过数据滤波除杂模块进行除杂处理，数据加密模块加密处理和数据载波发送模块的数据搭载发送至宽带测试终端层内，通过数据显示模块进行显示，并通过测试评估模块进行评估处理。

优选的，所述步骤s5中第二处理器匹配模块再次连接相应处理器是根据步骤s3中建立的数据和通道匹配码进行连接。

（三）有益效果

本发明提供了一种大功率宽带发射阵实测系统及其测试方法。与现有技术相比具备以下有益效果：

（1）、该大功率宽带发射阵实测系统及其测试方法，通过在云端数据处理层包括后台服务器、测试数据收发模块、多波段数据分类单元、多波段处理器单元、多波段数据测试单元、多波段数据分析单元、联网大数据库模块和无线网络通讯模块，后台服务器分别与测试数据收发模块、多波段数据分类单元、多波段处理器单元、多波段数据测试单元、多波段数据分析单元和无线网络通讯模块实现双向连接，且多波段数据分析单元分别与多波段数据测试单元和联网大数据库模块实现双向连接，可实现通过采用多处理器自动匹配处理数据，来减小处理器负担，缩短处理时间，很好的达到了既快速又准确的对测试数据进行处理的目的，大大加快了测试处理速度，无需花费测试人员大量的时间进行等待，从而大大方便了测试人员的宽带发射端阵测试工作。

（2）、该大功率宽带发射阵实测系统及其测试方法，多通道分配单元包括波段数据来识别模块、处理通道筛选模块、通道编码匹配模块和数据加载模块，且多波段数据分类单元包括波段识别模块、波段编码地址提取模块、波段排序算法处理模块和波段数据连接模，可实现通过采用多波段分类、匹配以及分通道处理，来使大范围波段宽带数据进行快速测试，大大增大了测试波段范围，很好的达到可扩大宽带发射端测试系统使用范围的目的。

（3）、该大功率宽带发射阵实测系统及其测试方法，数据传输单元包括数据滤波除杂模块、数据加密模块和数据载波发送模块，可实现通过对数据进行加密和滤波除杂处理，来保证宽带发射阵测试结果的准确性，很好的避免了数据被干扰或数据被窃取的情况发生，大大提高了安全性，防止测量数据失真。

附图说明

图1为本发明系统的结构原理框图；

图2为本发明云端数据处理层的结构原理框图；

图3为本发明多波段数据分类单元和多波段处理器单元的结构原理框图；

图4为本发明多波段数据测试单元的结构原理框图；

图5为本发明多通道分配单元的结构原理框图；

图6为本发明多波段数据分析单元的结构原理框图；

图7为本发明宽带测试终端层的结构原理框图；

图8为本发明数据传输单元的结构原理框图；

图9为本发明的算法逻辑图；

图10为本发明测试方法的流程图。

图中，1宽带测试终端层、11用户登录模块、12用户交互模块、13数据显示模块、14测试评估模块、2数据传输单元、21数据滤波除杂模块、22数据加密模块、23数据载波发送模块、3云端数据处理层、31后台服务器、32测试数据收发模块、33多波段数据分类单元、331波段识别模块、332波段编码地址提取模块、333波段排序算法处理模块、334波段数据连接模块、34多波段处理器单元、35多波段数据测试单元、351多通道分配单元、3511波段数据来识别模块、3512处理通道筛选模块、3513通道编码匹配模块、3514数据加载模块、352第一处理器匹配连接模块、353数据提取模块、354等效辐射功率测试模块、355波束宽度测试模块、356波束指向偏差测试模块、357副瓣电平测试模块、358副瓣指向角测试模块、36多波段数据分析单元、361测试结果接收模块、362第二处理器匹配连接模块、363标准数据导入模块、364阵元失效分析模块、365幅度误差分析模块、366相位误差分析模块、367分析结果整合模块、37联网大数据库模块、38无线网络通讯模块、4宽带发射终端阵、5宽带接收终端单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-10，本发明实施例提供一种技术方案：一种大功率宽带发射阵实测系统，包括宽带测试终端层1、数据传输单元2、云端数据处理层3、宽带发射终端阵4和宽带接收终端单元5，宽带测试终端层1通过数据传输单元2与云端数据处理层3实现无线双向连接，且云端数据处理层3的输出端与宽带发射终端阵4的输入端无线连接，且云端数据处理层3与宽带接收终端单元5实现双向电性连接，云端数据处理层3包括后台服务器31、测试数据收发模块32、多波段数据分类单元33、多波段处理器单元34、多波段数据测试单元35、多波段数据分析单元36、联网大数据库模块37和无线网络通讯模块38，后台服务器31分别与测试数据收发模块32、多波段数据分类单元33、多波段处理器单元34、多波段数据测试单元35、多波段数据分析单元36和无线网络通讯模块38实现双向连接，且多波段数据分析单元36分别与多波段数据测试单元35和联网大数据库模块37实现双向连接。

多波段数据测试单元35包括多通道分配单元351、第一处理器匹配连接模块352、数据提取模块353、等效辐射功率测试模块354、波束宽度测试模块355、波束指向偏差测试模块356、副瓣电平测试模块357和副瓣指向角测试模块358，多通道分配单元351的输出端与第一处理器匹配连接模块352的输入端电性连接，且第一处理器匹配连接模块352的输出端与数据提取模块353的输入端电性连接，数据提取模块353的输出端分别与等效辐射功率测试模块354、波束宽度测试模块355、波束指向偏差测试模块356、副瓣电平测试模块357和副瓣指向角测试模块358的输入端电性连接，多通道分配单元351包括波段数据来识别模块3511、处理通道筛选模块3512、通道编码匹配模块3513和数据加载模块3514，多波段数据分析单元36包括测试结果接收模块361、第二处理器匹配连接模块362、标准数据导入模块363、阵元失效分析模块364、幅度误差分析模块365、相位误差分析模块366和分析结果整合模块367，测试结果接收模块361和分析结果整合模块367的输出端均与第二处理器匹配连接模块362的输入端电性连接，且第二处理器匹配连接模块362的输出端分别与阵元失效分析模块364、幅度误差分析模块365和相位误差分析模块366的输入端电性连接，第二处理器匹配连接模块362与标准数据导入模块363实现双向电性连接，多波段数据分类单元33与多波段处理器单元34实现双向电性连接，且多波段处理器单元34是由n个波段处理模块组成，多波段数据分类单元33包括波段识别模块331、波段编码地址提取模块332、波段排序算法处理模块333和波段数据连接模块334，宽带测试终端层1包括用户登录模块11、用户交互模块12、数据显示模块13和测试评估模块14，数据传输单元2包括数据滤波除杂模块21、数据加密模块22和数据载波发送模块23，宽带发射终端阵4是由n个宽带发射终端组成，且宽带接收终端单元5是由n个宽带接收终端组成。

本发明还公开了一种大功率宽带发射阵实测系统的测试方法，具体包括以下步骤：

s1、测试指令的发送：首先通过宽带测试终端层1内的用户登录模块11进行登录，登录成功后，即可通过用户交互模块12与整个测试系统进行交互，测试人员先通过后台服务器31控制测试数据收发模块32向带测试的宽带发射终端阵4内各个宽带发射终端无线发送测试指令，然后宽带发射终端开始工作测试；

s2、数据分类：宽带接收终端单元5内与步骤s1对应的宽带接收终端接收到测试数据信息后，并测试数据发送至测试数据收发模块32内，然后后台服务器31控制多波段数据分类单元33内的波段识别模块331识别出传来数据的波段类型，再通过波段编码地址提取模块332对识别出来的波段进行地址编码处理，之后通过波段排序算法处理模块333根据编码的地址进行波段排序，然后通过波段数据连接模块334与多波段处理器单元34建立数据连接；

s3、多通道分配：然后后台服务器31控制多波段数据测试单元35内的多通道分配单元351对导入的数据进行多通道分配处理，通过波段数量识别模块3511先识别出导入波段的数量，然后使处理通道筛选模块3512筛选出与数量和类型相匹配的处理通道，再通过通道编码匹配模块3513将数据编码与通道编码进行匹配处理，之后通过数据加载模块3514将匹配好的数据载入相应处理器内；

s4、测试处理：根据步骤s3分配的通道通过第一处理器匹配连接模块352与相应的处理器进行连接，然后通过数据提取模块353将测试数据分别导入等效辐射功率测试模块354、波束宽度测试模块355、波束指向偏差测试模块356、副瓣电平测试模块357和副瓣指向角测试模块358内进行测试处理；

s5、测试结果分析：步骤s4测试的数据传送至多波段数据分析单元36内，通过多波段数据分析单元36内的测试结果接收模块361接收到测试数据后，通过第二处理器匹配模块362再次连接相应处理器，并通过标准数据导入模块363将联网大数据库模块37内的标准数据导入系统内，然后分别通过阵元失效分析模块364、幅度误差分析模块365和相位误差分析模块366根据步骤s4中测试的各指标分别进行阵元失效、幅度误差和相位误差与标准数据进行比较，判断测试结果是否超标，若超标，则通过分析结果整合模块367对测试数据和分析结果进行整合处理，第二处理器匹配模块362再次连接相应处理器是根据步骤s3中建立的数据和通道匹配码进行连接；

s6、数据的传输及评估：将步骤s5得到的测试数据和分析结果通过无线网络通讯模块38无线传送至数据传输单元2内，依次通过数据滤波除杂模块21进行除杂处理，数据加密模块22加密处理和数据载波发送模块23的数据搭载发送至宽带测试终端层1内，通过数据显示模块13进行显示，并通过测试评估模块14进行评估处理。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。