有源相控阵天线自动测试系统设计

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1、雷达科学与技术ＲａｄａｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ第５期２０１２年１０月Ｖｏｌ．１０Ｎｏ．５Ｏｃｔｏｂｅｒ２０１２有源相控阵天线自动测试系统设计＊熊毅，符伟，钱林，何诚，陶成忠（中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽合肥２３００８８）摘要：针对现代有源相控阵雷达天线Ｔ／Ｒ组件测试通路多、测试数据处理量大、测试效率低的特点，设计了一种适用于大规模Ｔ／Ｒ组件测试的有源相控阵天线自动测试系统。该系统设计通过ＧＰＩＢ接口或以太网对ＶＮＡ（矢量网络分析仪）进行访问控制与数据采集，充分

2、利用了现代计算机强大的数据处理与分析能力，不仅解决了有源相控阵天线故障诊断与自动校正问题，而且还极大地提高了工作效率，节约了人力成本。实际应用表明：该测试系统工作稳定，使用方便，能够充分满足Ｔ／Ｒ组件测试需要。关键词：矢量网络分析仪；ＧＰＩＢ总线；自动测试；有源相控阵中图分类号：ＴＮ９５７；ＴＮ８２１＋．８文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－２３３７（２０１２）０５－０５６１－０４ＤｅｓｉｇｎｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｃＴｅｓｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍｆｏｒＡｃｔｉｖｅＰｈａｓｅｄＡｒｒａｙＡｎｔｅｎｎａＸＩＯＮＧＹｉ，ＦＵＷｅｉ，ＱＩＡＮＬｉｎ，ＨＥＣｈｅｎｇ，ＴＡＯＣｈｅｎｇ－ｚｈｏｎｇ（Ｎｏ．

3、３８ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣＥＴＣ，Ｈｅｆｅｉ２３００８８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｅｄａｔｍｕｌｔｉ－ｃｈａｎｎｅｌ，ｌａｒｇｅａｍｏｕｎｔｏｆｔｅｓｔｉｎｇｄａｔａ，ｌｏｗｔｅｓｔｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｎＴ／Ｒｍｏｄｕｌｅｔｅｓｔｏｆａｃｔｉｖｅｐｈａｓｅｄａｒｒａｙａｎｔｅｎｎａ，ｗｅｄｅｓｉｇｎｅｄａｎａｕｔｏｍａｔｉｃｔｅｓｔｓｙｓｔｅｍｆｏｒａｃｔｉｖｅｐｈａｓｅｄａｒｒａｙａｎｔｅｎｎａ，ｗｈｉｃｈａｄａｐｔｓｔｏｔｅｓｔｉｎｇｌａｒｇｅａｍｏｕｎｔｏｆＴ／Ｒｍｏｄｕｌｅｓ．ＴｈｅｓｙｓｔｅｍｃｏｎｔｒｏｌｓＶＮＡａｎｄｇａｔｈｅｒｓｄａｔａｆ

4、ｒｏｍｉｔｖｉａＧＰＩＢｏｒｅｔｈｅｒｎｅｔａｎｄｆｕｌｌｙｕｓｅｓｓｔｒｏｎｇａｂｉｌｉｔｙｏｆｍｏｄｅｒｎｃｏｍｐｕｔｅｒｆｏｒｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄａｎａｌｙｚｉｎｇｄａｔａ．Ｉｔｎｏｔｏｎｌｙｓｏｌｖｅｓｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｔｒｏｕｂｌｅｄｉａｇｎｏｓｉｓａｎｄａｕｔｏｍａｔｉｃｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｏｆａｃｔｉｖｅｐｈａｓｅｄａｒｒａｙ，ｂｕｔａｌｓｏｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｗｏｒｋｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｓａｖｅｓｈｕｍａｎｃｏｓｔ．Ｒｅｓｕｌｔｓｏｆａｃｔｕａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｔｅｓｔｓｙｓｔｅｍｗｏｒｋｓｓｔａｂ－ｌｙ，ａｎｄｉｓｅ

5、ａｓｙｔｏｏｐｅｒａｔｅ，ｉｔｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｄｅｍａｎｄｓｆｏｒｍｅａｓｕｒｉｎｇＴ／Ｒｍｏｄｕｌｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖｅｃｔｏｒｎｅｔｗｏｒｋａｎａｌｙｚｅｒ（ＶＮＡ）；ＧＰＩＢｂｕｓ；ａｕｔｏｍａｔｉｃｔｅｓｔ；ａｃｔｉｖｅｐｈａｓｅｄａｒｒａｙ量一般都很大，要在短时间内完成每个Ｔ／Ｒ组件的输出功率、频谱、脉冲检波包络、幅频特性、相频特性的检测和幅度相位的一致性分析，对天线测试的手段提出了很高的要求。过去手动的测试是人工依次将各通道打开与关闭，测量每个通道的幅相特性并记录数据，对于规模小的相控阵天线可行，但对于通道数量多的相控阵天线而言这种方法既浪费人力又耗费时间，尤其是占

6、用微波暗室的时间长，使得本来就显得不足的有限资源更加紧张，严重影引言随着现代电子技术的飞速发展，越来越多的雷达系统加入到相控阵体制的行列［１］。相控阵雷达可分为有源和无源两类，二者的主要区别在于发射／接收元素的多少。无源相控阵雷达仅有一个中央发射机和一个接收机，发射机产生的高频能量经计算机自动分配给天线阵的各个辐射器，目标反射信号经接收机统一放大。有源相控阵雷达的每个辐射器都配装有一个发射／接收组件，每一个组件都能发射、接收电磁波，因此在频宽、信号处理和冗度设计上都比无源相控阵雷达具有较大的优势。正因为如此，也使得有源相控阵雷达的造价昂贵，工程化难度加大。现代大型有源相控阵雷达系统的Ｔ

7、／Ｒ组件数１响科研生产进度。因此只有寻求新的测试方法，才能提高天线测试的效率，满足实际工作需要。系统设计２为了满足大规模Ｔ／Ｒ组件实际测试的需要，本文通过以太网或ＧＰＩＢ（通用接口总线）接口与收稿日期：２０１１－１１－０２；修回日期：２０１２－０１－１９＊ＶＮＡ连接，利用运行在计算机上的软件控制ＶＮＡ对天线测试数据的读取，并将计算机通过局域网与波控计算机连接，形成了上位机软件对下位机软件控制与数据实时处理的有源相控阵天线自动测试系统。该测试系统