相控阵雷达多通道接收机自动化测试系统及测试方法

技术领域

本发明属于雷达接收机测试技术领域，尤其涉及一种相控阵雷达多通道接收机自动化测试系统及测试方法。

背景技术

现阶段，雷达已从最初的军事领域，逐渐被广泛应用于导航、测绘和气象等民用领域，因此，高性能、多功能的新体制雷达已成为各国争先研发的对象。相控阵雷达因其多波束形成及工作的特性，适用于国防武器各个领域。相控阵雷达多通道接收机为接收的射频回波信号提供下变频、滤波、放大等处理，是相控阵雷达研制和生产过程中，必不可少的重要单机。由于涉及到的指标类型较多，传统测试方法，在用于多通道接收机的相关指标测试时如隔离度、通道幅相一致性、中频特性、通道关断比等，需要分别对不同指标进行独立测试，测试繁琐，耗费人力及时间成本较大。这种传统测试方法难以满足批量产品的快速测试及验证，无法匹配国内大批量生产的现状。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种相控阵雷达多通道接收机自动化测试系统及测试方法，本测试系统可方便地解决批产的相控阵雷达多通道接收机性能指标测试和评估过程中面临的人力及时间成本问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种相控阵雷达多通道接收机自动化测试系统，包括：显控模块、数据处理及控制模块、雷达时序仿真及通讯模块、通道网络及校准模块、电源模块和标准测试仪表模块；所述数据处理及控制模块通过显控模块接收外部控制指令并产生相应的控制命令发送给所述雷达时序仿真及通讯模块、所述通道网络及校准模块、所述电源模块和所述标准测试仪表模块；所述雷达时序仿真及通讯模块基于所述控制命令中的控制参数产生时序信号和控制信号并发送给待测多通道接收机，所述雷达时序仿真及通讯模块与所述标准测试仪表模块和所述通道网络及校准模块信号连接；所述待测多通道接收机与所述标准测试仪表模块和所述通道网络及校准模块信号连接，所述通道网络及校准模块与所述数据处理及控制模块信号连接，所述电源模块为所述显控模块、所述数据处理及控制模块、所述雷达时序仿真及通讯模块、所述通道网络及校准模块和所述标准测试仪表模块提供电能，所述显控模块还用于在完成测试之后显示最终的测试结果。

在本发明的一个实施例中，所述数据处理及控制模块包括网络交换机、自动测试控制单元和中频信号处理单元，所述网络交换机用于将所述标准测试仪表模块获取的测试数据传输给所述自动测试控制单元以进行分析数据分析，所述中频信号处理单元用于对通过所述通道网络及校准模块接收的信号进行AD采样及脉冲压缩处理，并将测试结果传输回自动测试控制单元。

在本发明的一个实施例中，所述雷达时序仿真及通讯模块包括雷达时序仿真模块和雷达通讯模块，所述雷达时序仿真模块用于产生时序信号并发送给待测多通道接收机，所述雷达通讯模块用于产生控制信号并发送给待测多通道接收机。

在本发明的一个实施例中，所述通道网络及校准模块包括依次信号连接的输入宽带矩阵开关公分网络、校准变频组件和输出宽带矩阵开关公分网络；所述输入宽带矩阵开关公分网络和所述输出宽带矩阵开关公分网络为60通道开关矩阵，与待测多通道接收机使用同轴电缆连接，与所述标准测试仪表模块信号连接。

在本发明的一个实施例中，所述标准测试仪表模块包括本振信号源、发射信号源、矢量网络分析仪、频谱仪和示波器，所述发射信号源和所述频谱仪与所述输入宽带矩阵开关公分网络信号连接，所述频谱仪和所述示波器与所述输出宽带矩阵开关公分网络信号连接。

在本发明的一个实施例中，所述频谱仪包括噪声系数测试附件，所述频谱仪通过所述噪声系数测试附件与所述输入宽带矩阵开关公分网络信号连接。

在本发明的一个实施例中，所述显控模块包括与所述数据处理及控制模块电连接的显示器、鼠标、键盘。

基于相同的构思，本发明还提供一种相控阵雷达多通道接收机自动化测试方法，包括如下步骤：自动测试控制单元通过显控模块获取校准控制指令并生成控制命令，雷达时序仿真及通讯模块获取控制命令生成校准时序并发送给标准仪表测试模块和通道网络及校准模块；通道网络及校准模块切换至校准状态，标准测试仪表模块根据时序进行测试及接收分析并将产生的数据通过网络交换机发送给自动测试控制单元进行后端数据分析；其中，在接收分析时，中频信号处理单元对下变频信号进行AD采样及脉压分析，并将测试结果发送给自动测试单元；自动测试控制单元生成测试控制指令发送至通道网络及校准模块和雷达时序仿真及控制模块，通道网络及校准模块切换至测试状态并基于当前测试项目根据时序打开相应通道端口；雷达时序仿真及控制模块产生需要的测试时序，并传输给标准仪表测试模块和通道网络及校准模块，测试仪表将产生的数据信号通过网络交换机发送给自动测试控制单元进行后端数据处理及分析，自动生成测试报告。

基于相同的构思，本发明还提供一种电子设备，包括：存储器，所述存储器用于存储处理程序；处理器，所述处理器执行所述处理程序时实现所述的相控阵雷达多通道接收机自动化测试方法。

基于相同的构思，本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有处理程序，所述处理程序被处理器执行时实现所述的相控阵雷达多通道接收机自动化测试方法。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

1、本发明的相控阵雷达多通道接收机自动化测试系统能够实现批产产品的待测多通道接收机的快速测试，能覆盖多种接收机指标，实现简单、易于集成，具有经济、便捷和可重复性等优点。

2、本发明系统的测试精度取决于仪表的测试精度及校准变频组件的性能，可更新仪表完成系统性能的提升优化，可用于解决各频段接收机的批量快速测试问题。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：

图1为本发明相控阵雷达多通道接收机自动化测试系统的示意图；

图2为本发明相控阵雷达多通道接收机自动化测试方法控制流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

本发明要解决的技术问题是方便地解决批产的相控阵雷达多通道接收机性能指标测试和评估过程中面临的人力及时间成本问题。

如图1所示，为本发明相控阵雷达多通道接收机自动化测试系统的示意图。一种相控阵雷达多通道接收机自动化测试系统，包括：显控模块、数据处理及控制模块、雷达时序仿真及通讯模块、通道网络及校准模块、电源模块和标准测试仪表模块；所述数据处理及控制模块通过显控模块接收外部控制指令并产生相应的控制命令发送给所述雷达时序仿真及通讯模块、所述通道网络及校准模块、所述电源模块和所述标准测试仪表模块；所述雷达时序仿真及通讯模块基于所述控制命令中的控制参数产生时序信号和控制信号并发送给待测多通道接收机，所述雷达时序仿真及通讯模块与所述标准测试仪表模块和所述通道网络及校准模块信号连接；所述待测多通道接收机与所述标准测试仪表模块和所述通道网络及校准模块信号连接，所述通道网络及校准模块与所述数据处理及控制模块信号连接，所述电源模块为所述显控模块、所述数据处理及控制模块、所述雷达时序仿真及通讯模块、所述通道网络及校准模块和所述标准测试仪表模块提供电能，所述显控模块还用于在完成测试之后显示最终的测试结果。

可选的，所有模块及单机装入机柜，以便模块化搭建集成。

进一步的，所述数据处理及控制模块包括网络交换机、自动测试控制单元和中频信号处理单元，所述网络交换机用于将所述标准测试仪表模块获取的测试数据传输给所述自动测试控制单元以进行分析数据分析，所述中频信号处理单元用于对通过所述通道网络及校准模块接收的信号进行AD采样及脉冲压缩处理，并将测试结果传输回自动测试控制单元。所述数据处理及控制模块根据接收到的控制指令产生控制命令以完成校准或者测试过程。在完成校准后，存储校准数据；在完成测试后，对测试数据进行校准对比及分析，形成报告。当进行脉冲压缩测试时，所述数据处理及控制模块中的中频信号处理单元对接收信号进行AD采样及脉冲压缩处理，并将测试结果传输回自动测试控制单元，最后进行多通道比对，并形成报告。当进行脉冲压缩测试时，将接收信号传输至中频信号处理单元分析处理，根据算法进行脉冲压缩，分析待测多通道接收机的群时延特性是否符合要求。

进一步的，所述雷达时序仿真及通讯模块包括雷达时序仿真模块和雷达通讯模块，所述雷达时序仿真模块用于产生时序信号并发送给待测多通道接收机，所述雷达通讯模块用于产生控制信号并发送给待测多通道接收机。同时，在脉冲压缩测试时，雷达时序仿真及通讯模块产生符合脉压要求的中频脉冲信号，传输进入待测接收机。

进一步的，所述通道网络及校准模块包括依次信号连接的输入宽带矩阵开关公分网络、校准变频组件和输出宽带矩阵开关公分网络；所述输入宽带矩阵开关公分网络和所述输出宽带矩阵开关公分网络为60通道开关矩阵，与待测多通道接收机使用同轴电缆连接，与所述标准测试仪表模块信号连接。针对多通道接收机的不同测试命令，进行多种功能的自动通道切换，以适应幅相一致性、通道隔离度等不同功能的测试指令，同时提供测试链路的校准通道切换以保证整个测试网络的精度，并将数据传输至数据处理及控制模块。

可选的，通道网络及校准模块输入输出采用两个60通道开关矩阵，端口采用标准2.92接口，与待测多通道接收机使用同轴电缆连接。其中，标准变频组件采用宽带变频模块。校准时，输入输出频率应与待测接收机保持一致。应理解，本发明并没有对矩阵开关的通道数量做限定，可以仅做6个、10个或更多。

进一步的，所述标准测试仪表模块包括本振信号源、发射信号源、矢量网络分析仪、频谱仪和示波器，所述发射信号源和所述频谱仪与所述输入宽带矩阵开关公分网络信号连接，所述频谱仪和所述示波器与所述输出宽带矩阵开关公分网络信号连接。所述标准测试仪模块组根据所述数据处理及控制模块的控制指令，完成测试后，基于时序命令读取测试结果并上传至数据处理及控制模块。

可选的，标准测试仪表模块采用三台信号源：两台本振信号源，一台射频信号源、一台附带噪声系数测试附件的频谱仪、一台示波器、一台矢量网络分析仪的配置。应理解，本发明并没有对仪表的种类及数量做限定，根据产品需求进行删减或增加。

进一步的，所述频谱仪包括噪声系数测试附件，所述频谱仪通过所述噪声系数测试附件与所述输入宽带矩阵开关公分网络信号连接。

进一步的，所述显控模块包括与所述数据处理及控制模块电连接的显示器、鼠标、键盘。

可选的，电源模块采用220V常用三相电源，为220V仪表供电的同时进行AC-DC、DC-DC转换及整流稳压、为其他各模块或单机提供直流供电。

当进行单通道增益、输出P

在一个实施例中，所述自动化测试系统能够进行链路校正，具体流程为：显控模块接收到控制指令发送给自动测试控制单元；自动测试控制单元根据控制指令产生控制命令并发送给雷达时序仿真及通讯模块、通道网络及校准模块和标准测试仪表模块。雷达时序仿真及通讯模块根据控制命令中的参数产生控制命令及时序；通道网络及校正模块根据控制命令中的参数及时序，将与校准变频组件相连的开关矩阵打开；标准测试仪表模块根据控制命令，产生本振信号及发射信号，频谱仪同时打开并接收中频输出信号，进行幅度采样并将数据输出。根据时序，重复以上流程完成多频率的相位、驻波、幅度等测试，测试结果实时反馈回数据处理及控制模块，保存作为校准数据。

在一种实施例中，测试待测多通道接收机的驻波时，所述自动化测试系统执行以下程序，完成测试流程：显控模块接收到控制指令发送给自动测试控制单元；自动测试控制单元根据控制指令产生控制命令并发送给雷达时序仿真及通讯模块、通道网络及校正模块和标准测试仪表模块。雷达时序仿真及通讯模块根据控制指令中的参数产生控制命令及时序；通道网络及校正模块根据控制指令中的参数及时序，将待测通道的输入输出通道同时打开；标准测试仪表模块中，本振信号源根据控制命令产生本振信号，矢量网络分析仪对输入输出端口进行驻波测试，并与校正数据比对并记录。根据时序，重复以上流程完成多通道的幅度测试，最终测试结果实时反馈回数据处理及控制模块，生成报告并在显示器上显示。

在一种实施例中，测试待测多通道接收机的通道间相位一致性时，所述自动化测试系统执行以下程序，完成测试流程：显控模块接收到控制指令发送给自动测试控制单元；自动测试控制单元根据控制指令产生控制命令并发送给雷达时序仿真及通讯模块、通道网络及校正模块和标准测试仪表模块。雷达时序仿真及通讯模块根据控制指令中的参数产生控制命令及时序；通道网络及校正模块根据根据控制指令中的参数及时序，将待测通道的输入输出通道同时打开；标准测试仪表模块根据控制命令产生本振信号及发射信号，示波器同时打开并接收多路中频输出信号进行相位采样并将数据输出。根据时序，重复以上流程完成多通道的相位测试，最终测试结果实时反馈回数据处理及控制模块，与校准数据比对处理后，保存并在显示器上显示。

在一种实施例中，测试待测多通道接收机的通道隔离度时，所述自动化测试系统执行以下程序，完成测试流程：显控模块接收到控制指令发送给自动测试控制单元；自动测试控制单元根据控制指令产生控制命令并发送给雷达时序仿真及通讯模块、通道网络及校正模块和标准测试仪表模块。雷达时序仿真及通讯模块根据控制命令中的参数产生控制命令及时序；通道网络及校正模块根据控制命令中的参数及时序，将待测通道的输入开关与相邻通道的输出开关同时打开；标准测试仪表模块根据控制命令，产生本振信号及发射信号，频谱仪同时打开并接收中频输出信号，进行幅度采样并将数据输出。根据时序，重复以上流程完成所有通道间的隔离度测试。最终测试结果实时反馈回数据处理及控制模块，与校准数据比对处理后，生成报告并在显示器上显示。

依据上述实施例的自动测试系统，能够实现多通道接收机的各种指标在线自动测试及比对，并将测试数据统计并输出成报告。系统能根据控制命令，自动完成幅相校正功能，实时保障系统的测试准确性。

在一个实施例中，系统的测试精度取决于仪表的测试精度及校准变频组件的性能，可更新仪表完成系统性能的提升优化。该装置可完成幅相一致性、非线性相位误差、通道隔离度、驻波、通道关断比、链路带内群延时特性等指标测试，具有易于集成、功能强大、通用性移植性强，可广泛应用雷达下变频接收机的集成快速测试。

第二实施例

如图2所示，显控模块收到设置的测试项目、工作频段、测试频点数等参数后，传输给数据处理及控制模块。数据处理及控制模块接收控制命令后，根据设置判断是否进行校准。若进行校准，则产生控制命令并将控制命令传输至雷达时序仿真及控制模块。雷达时序仿真及控制模块产生控制校准时序，并传输给标准仪表测试模块、通道网络及校准模块。根据命令，通道网络及校准模块切换至校准状态；标准测试仪表模块根据时序进行测试及接收分析。完成测试后，测试仪表将产生的数据信号通过网络交换机传输回自动测试控制单元进行后端数据处理及分析。当在进行数字接收分析时，中频信号处理单元对下变频信号进行AD采样及脉压分析，并将测试结果传输回自动测试控制单元。

在完成所有相关项目的校准后，自动测试控制单元发送测试命令至通道网络及校准模块，状态切换至测试状态，视测试项目根据时序打开相应通道端口。雷达时序仿真及控制模块产生需要的测试时序，并传输给标准仪表测试模块、通道网络及校准模块。根据命令，通道网络及校准模块切换至测试状态；标准测试仪表模块根据时序进行测试及接收分析。完成测试后，测试仪表将产生的数据信号通过网络交换机传输回自动测试控制单元进行后端数据处理及分析，完成测试后判断是否已完成所有项目的自动测试。当完成所有测试后，自动生成测试报告。

本发明的相控阵雷达多通道接收机自动化测试系统能够实现批产产品的待测多通道接收机的快速测试，能覆盖多种接收机指标，实现简单、易于集成，具有经济、便捷和可重复性等优点。同时具备可扩展特性，可用于解决各频段接收机的批量快速测试问题。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。