1.引言

本測試系統(tǒng)中設計的接口適配器需要對某型系列雷達多個整機和分機的信號測試進行轉(zhuǎn)接，由于被測雷達種類較多，測試項目和測試參數(shù)也較為繁雜，通過對通用接口適配器結(jié)構(gòu)的研究，在綜合了射頻、數(shù)字、電源等測試信號特征的基礎上，設計了雷達測試系統(tǒng)接口適配器，接口適配器的安全性和可靠性滿足雷達測試的需求。

2.測試系統(tǒng)需求分析

2.1 被測設備描述

圖1為通用雷達系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，典型的雷達系統(tǒng)由天線、發(fā)射分機、接收分機、綜合測試分機、波控分機以及終端設備等組成。

雷達綜合測試系統(tǒng)，要滿足對多型雷達整機和分機的測試，如對雷達的接收分機、發(fā)射分機、電源模塊、環(huán)控分機以及綜合處理分機等的多項指標的測試，整個測試系統(tǒng)的UUT數(shù)量多達數(shù)十個，同時為了提高測試系統(tǒng)的通用性，在設計中對測試系統(tǒng)的指標進行了適當?shù)姆糯?，使得有新的測試要求或新的型號雷達需要測試時，測試系統(tǒng)依然能夠完成測試任務。

圖1 雷達基本組成框圖

2.2 信號需求分析

對被測LRU進行測試需求分析是接口適配器設計乃至整個系統(tǒng)設計的前提和基礎，否則就無法確定系統(tǒng)測試資源的構(gòu)成、接口適配器測試通道的類型和實現(xiàn)方式等方面的內(nèi)容。因此在組建測試系統(tǒng)前，需要根據(jù)測試任務對雷達信號需求進行整理，被測件在接入測試系統(tǒng)中時需要提供激勵信號，使雷達處于正常的工作狀態(tài)，雷達輸出的響應信號需要通過測試適配器轉(zhuǎn)接到測試設備端口，面只對部分信號進行簡單介紹：

(1)電源信號

通過控制大功率程控電源和模塊化程控電源實現(xiàn)對雷達各個分機的供電。電源信號的種類主要有：①大功率直流電源；② 單項交流電源。

(2)數(shù)字/模擬信號

該部分信號包括激勵信號和響應信號，主要信號特征為：①TTL信號；②TTL差分信號。

(3)射頻信號

部分射頻信號因為功率較大，如果直接通過測試適配器連接到測試儀器容易引發(fā)測試事故，因此部分射頻信號需要通過定向耦合器然后由同軸電纜連接到測試儀器進行測試。對于中低頻的信號將通過同軸電纜直接與適配器相連接，然后通過開關矩陣將響應信號送入平臺測試儀器進行測試。

3.平臺硬件工作原理

整個系統(tǒng)的工作原理為（如圖2所示）：主控計算機通過GPIB、VXI、LAN總線對電源、數(shù)字、中低頻及射頻類測試儀器進行遠程控制，其輸出信號經(jīng)過接口適配器、測試夾具輸入至被測LRU中，從而完成電源信號、狀態(tài)控制信號及激勵信號的施加。而被測LRU輸出的響應信號逆向進入至頻譜儀、功率計、數(shù)字示波器等響應類測試儀器中進行功能和性能測試，并對測試參數(shù)按照上下限進行判斷，如果某項功能測試不正?；驕y試參數(shù)超出正常的范圍，則判斷被測件有故障，并對故障進行隔離。當然，某些LRU還需要通過以太網(wǎng)進行工作狀態(tài)的控制。

圖2 平臺硬件工作原理框圖

3.1 接口適配器設計

接口適配器可分為通用接口適配器和測試接口適配器兩大部分（組成框圖如圖3所示），其中通用接口適配器是由接收器模塊、電纜集束模塊、接收器連接電纜、接收器、接收器安裝框架等部分組成，而測試接口適配器由外接接插件、ITA前面板、ITA模塊、ITA轉(zhuǎn)接器四個部分組成。

圖3 接口適配器組成框圖

通用接口適配器是系統(tǒng)中所有測試儀器輸入/輸出端口的公共端面，按照相關標準和規(guī)范規(guī)定的位置和方式將測試儀器的輸入/輸出端口用電纜或板卡連接到這一端面。通過機械傳動裝置的帶動，通用接口適配器中的連接器可與測試接口適配器中的連接器實現(xiàn)連接或斷開，從而達到信號傳輸或分離的目的。按照統(tǒng)一標準設計的不同測試接口適配器都可與符合該標準的通用接口適配器進行連接，用以實現(xiàn)不同被測件的測試等目的。接口適配器內(nèi)部要進行電源信號、數(shù)字及中低頻信號、射頻及微波信號的調(diào)理，另外還可能需要內(nèi)置一些諸如信號產(chǎn)生/分析以及適配器識別等模塊。

測試接口適配器是接口適配器的核心和關鍵，按照功能又可分為UUT測試適配器、校驗（計量）適配器、自檢適配器及虛擬儀器適配器。

UUT測試適配器通過測試電纜實現(xiàn)被測單元和通用接口適配器的匹配連接。為提高UUT測試適配器的通用性，一般是一個UUT測試適配器可以完成多個被測單元的測量。但是如果測試對象是一個龐大的系統(tǒng)（例如雷達），單個UUT測試適配器無法完成全部的測試工作，可以按照被測對象的屬性和功能將其分解成多個UUT測試適配器。

校驗（計量）適配器主要用來完成測試系統(tǒng)性能指標的標定。實現(xiàn)方法為：將所有儀器儀表的輸入/輸出端口集成在校驗（計量）接口適配器的前面板，利用外置的標準測試儀器，運行特定的軟件對測試系統(tǒng)的性能指標進行計量，從而為測試結(jié)果的準確性和可信度提供保障。

自檢適配器的功能是利用測試系統(tǒng)自身配備的儀器儀表完成功能及性能的自檢。其工作原理為：主控計算機控制開關通道實現(xiàn)測試儀器的互測試。若某一測試結(jié)果超出正常范圍，則利用內(nèi)置的推理機制進行故障定位。在系統(tǒng)搭建中刪除有故障的儀器/模塊，保證不會因某些儀器/模塊（零槽、主控計算機除外）的故障而導致整個自動測試系統(tǒng)的崩潰。

3.2 接口適配器ICA端設計

由于系統(tǒng)測試參數(shù)種類較多，測試信號類型復雜；而且平臺還需要對適配器進行識別，因此需要對平臺的ICA端的信號分配進行詳細設計。ICA端采取集中互連的方式對信號進行轉(zhuǎn)接，同時為減小信號之間的相互干擾，所有測試信號按照傳輸類型進行分類傳輸設計，按統(tǒng)一方式全部匯集到ICA端上，在各個整機、分機等適配器內(nèi)部完成被測件與測試系統(tǒng)之間阻抗匹配、信號變換、調(diào)理和隔離等工作，雷達測試系統(tǒng)ICA端有射頻信號、模擬/數(shù)字信號、離散信號、中頻信號、電源信號等，這些信號都要連接到平臺ICA端。

模塊定義如下：

(1)P1（在1槽）為19孔電源模塊，可提供19路電源信號通道，用于為被測件施加電源。

(2)P2、P3（在2-5槽）為76孔射頻同軸模塊，提供152信號連接通道，用于連接帶寬不大于2.0GHz的測試儀器及開關。

(3)P4～P10（在6-7，8-9，10-11，12-13，14-15，16-17，18-19槽）為256孔低頻信號模塊，可提供1792路低頻信號連接。用于連接電流不大于5A的低頻信號測試儀器及開關；其中P10模塊的200-256模塊插孔用于適配器的防插錯信號識別。

(4)P12、P13（在24，25槽）為9孔射頻模塊模塊，可提供18路到40GHz的信號連接，用于射頻信號的轉(zhuǎn)接。

3.3 接口適配器防差錯設計

由于被測單元與測試接口適配器及測試電纜存在對應關系，因此，需要最大程度地避免用錯測試測試接口適配器和接錯測試電纜等誤操作的發(fā)生。

為了避免用錯測試接口適配器，測試程序運行時，應先對測試接口適配器的身份進行強制識別。若接錯了測試接口適配器，將有聲、光等多種形式的報警并中止測試程序的運行，并提示安裝正確的測試接口適配器。有兩種方式可以實現(xiàn)測試接口適配器的身份識別：

每個測試接口適配器裝有阻值不同的特征電阻，利用數(shù)字多用表對阻值進行測量，通過讀取的阻值實現(xiàn)身份識別；

具體的方法為：利用數(shù)字I/O的端口10、11和兩個接地腳來完成測試接口適配器的識別測試。開始測試時，PORT11.0～2設為寫模式，輸出111，然后設置PROT10為讀模式，讀取PROT10.0～3數(shù)值是否與表1一致，若一致則識別測試通過，否則不通過。接口適配器識別碼如下表所示：

表1 測試接口適配器識別碼

4.結(jié)束語

在研制的測試系統(tǒng)接口適配器中采用了標準化、開放式體系結(jié)構(gòu)的設計思想，接口適配器的設計滿足測試系統(tǒng)所需主要測試儀器對信號轉(zhuǎn)接需求，所設計的接口適配器具有較高的可靠性、通用性。

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