相控陣雷達天線近場多工測試系統設計方法論文
相控陣雷達天線近場多工測試系統設計方法論文
【摘要】針對相控陣雷達天線近場多工測試系統設計問題,從系統設計的功能需求進行分析,設計系統層次架構與功能模組等,進而構建多工測試系統,以提高天線近場測試效率。
【關鍵詞】相控陣雷達;天線;多工;測試系統;設計方法
近場天線測試系統作為相控陣雷達天線效能測試的主要手段,該系統隨著相控陣天線技術的完善,其測試效率也不斷提升。基於應用需求,近場天線測試系統實現多工測試是發展的主要趨勢,目前該系統也已經被廣泛的推廣應用。
一、相控陣雷達天線概述
相控陣雷達包括有源電子掃描陣列雷達、無源電子掃描陣列雷達,其主要是透過改變天線表面的陣列波束合成形式,進而改變波束掃描方向的雷達。此型別的雷達天線的偵測範圍較為廣泛,利用電子掃描,能夠快速的改變波束方向,精準的測量目標訊號。
二、近場天線測試系統建設功能需求分析
近場天線測試系統設計,需要做好軟體需求分析,此係統功能需求如下:1)要能夠滿足全測試周期可配置,以及軟體通用化需求。此功能需求的實現,責任需要構建眾多資料來源輸入介面,配置通訊協議以及軟體介面等,面向各類相控陣天線測試,進而達到通用化需求目標。2)實現多工測試。相控陣雷達天線的不斷髮展,使得傳統的單任務測試方法,已經難以滿足天線測試需求,基於此進行多工測試方法設計,在測試探頭單獨掃描條件下,採取高密度測試方法,即多個頻率與波束等,實現高效測試。
三、相控陣雷達天線近場多工測試系統設計方法
多工測試系統主要是利用軟體,進行測試引數預設,包括測試頻率、波束角度、掃描架運用範圍等。利用資料處理軟體,進行分解轉換測試,計算各取樣點資料,獲取天線方向圖效能引數,最後顯示影象。3.1架構設計方法相控陣雷達天線近場多工測試系統架構設計,其是基於構件化設計思想,利用軟體構成元素,由標準介面負責提供特定服務,以支援系統開發。系統架構中的構件庫,主要分為資料採集類、三維掃描控制補償類、方向圖與資料處理類,構件存在形式為COM、dll等,使用構件管理工具,則能夠進行動態載入與管理,進而在系統開發過程中,進行構件註冊與複製,實現版本控制。利用GetTypes靜態方法,來獲取Assembly內的構件型別,判斷構件型別,看其是否為構件介面所派生的,若是則運用Activator動態方法,即CreateInstan函式,來獲取構件,實現動態載入[1]。3.2多工設計方法相控陣雷達天線近場多工測試系統設計時,需要進行多工設計。相控陣天線的各波束狀態,主要是天線波控分系統控制,天線接收波控指令包,由波控分系統進行分解處理,對天線上的波束掃描進行控制。近場天線多工測試設計,其核心思想是實現天線實時掃面測試,同時控制天線頻率與波束等的.切換,進而實現實時同步切換。多工測試系統執行的過程中會產生大量的資料,因此為了避免資料訪問衝突,則採取建立多執行緒的方法,進行資料處理,將其分為資料處理與顯示型、接收機測試型、伺服控制型執行緒。執行緒建立後,將會獨立執行,各執行緒將會在其自身的時間段內,使用CPU,實現輪流執行與併發執行。3.3系統介面設計方法相控陣雷達天線近場多工測試系統功能實現,資料來源要與資料服務層實現互動,同時還需要確保資料服務層和客戶端實現互動。天線近場測試系統主要是利用資料來源外掛,來封裝底層API驅動或者通訊協議,基於標準函式,形成動態連結庫,以實現測試的實時性。系統資料服務層的功能為外掛容器,當系統執行時能夠實現快速配置查詢,動態的將外掛放入系統構架中,或者從構架中取出,實現系統功能配置。利用TCP網路通訊,實現資料服務層和客戶端的資訊互動,使用者可以登入賬號,透過身份驗證後,完成介面檔案下載,由客戶端負責傳送TCP連線請求,基於通訊協議,進而實現互動。3.4控制器設計相控陣雷達天線近場多工測試系統控制器設計,主要包括雷控訊號模擬電路、GPIB介面電路、訊號轉換電路與電源等。系統執行前,控制器透過GPIB介面電路,來接收系統中心的指令,記錄測試所需要的頻率碼與波位碼等,將其傳送給雷控訊號模擬電路,基於定時協議,實現解碼與快取。開始測試後,訊號電路接收外觸發訊號,基於各測試點,將雷控與定時訊號傳送給天線,實現波位切換,同時而模擬電路能夠和雷控訊號、定時訊號協調發出訊號。最後協調控制天線測試所需要的各種訊號,實現多工測試[2]。3.3結束語相控陣雷達天線近場多工測試系統設計,需要合理設計系統架構,以及多工測試功能、介面設計等,以確保系統能夠實現多工測試與可拓展性,提高天線測試的效率。
參考文獻
[1]樊會濤,閆俊.相控陣制導技術發展現狀及展望[J].航空學報,2015(09):2807-2814.
[2]金林,劉小飛,李斌,劉明罡,高暉.微波新技術在現代相控陣雷達中的應用與發展[J].微波學報,2013(Z1):8-16.