史雪輝

摘 要：針對(duì)當(dāng)前數(shù)字陣列有源相控陣?yán)走_(dá)DAM組件缺乏現(xiàn)場(chǎng)維修診斷設(shè)備，開展了專用檢測(cè)儀研制，通過構(gòu)建總體方案，研究設(shè)計(jì)思路和檢測(cè)模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)，突破便攜高精度信號(hào)檢測(cè)、便攜高精度頻率源和復(fù)雜測(cè)試的系統(tǒng)集成等技術(shù)難點(diǎn)，較好地滿足了用戶需求。

關(guān)鍵詞：數(shù)字陣列模塊；檢測(cè)儀；DAM組件

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.234

新型有源相控陣?yán)走_(dá)中大量DAM組件（數(shù)字陣列模塊Digitai Array Module）代替?zhèn)鹘y(tǒng)雷達(dá)的接收與發(fā)射機(jī)。組件基數(shù)大，失效損壞會(huì)經(jīng)常發(fā)生。雷達(dá)自身對(duì)DAM組件的狀態(tài)判斷，也會(huì)發(fā)生誤判、錯(cuò)判現(xiàn)象。此前， DAM組件的檢測(cè)需多種復(fù)雜儀器設(shè)備與多類適配器、工裝，在專用車間大型臺(tái)架完成，不便攜帶，對(duì)專業(yè)水平要求高。開發(fā)一種便攜、集成化的DAM組件檢測(cè)設(shè)備，對(duì)于提高現(xiàn)場(chǎng)診斷維修能力手段具有重要作用。

1 總體方案

檢測(cè)儀由市電供電。顯控模塊通過總線對(duì)檢測(cè)模塊發(fā)指令，接收指令后對(duì)被測(cè)DAM組件各通道發(fā)送射頻信號(hào)，并給被測(cè)件加電、按指令提供控制信號(hào)。檢測(cè)模塊按次序接收分析DAM各通道回饋信號(hào)，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)反饋顯控模塊。顯控模塊通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)判別與人機(jī)交互轉(zhuǎn)換，顯示測(cè)量結(jié)果并得出結(jié)論，同時(shí)保存或打印數(shù)據(jù)。檢測(cè)模塊配合顯控模塊構(gòu)成的檢測(cè)儀，由檢測(cè)模塊的頻率源子模塊輸出各種基準(zhǔn)信號(hào)送入DAM組件中，對(duì)組件回饋數(shù)據(jù)與信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，完成接收、發(fā)射指標(biāo)的檢測(cè)判定。

2 研制思路及檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)

2.1 研制思路

（1）接收通道信噪比和I/Q鏡像抑制度的精確檢測(cè)。將接收通道的輸出信號(hào)由光信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字電信號(hào)，利用顯控模塊主控計(jì)算機(jī)數(shù)字處理，得到接收通道檢測(cè)結(jié)果，計(jì)算通道信噪比。將接收通道輸出信號(hào)由光信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字電信號(hào)，利用主控計(jì)算機(jī)數(shù)字處理，通過數(shù)字信號(hào)處理計(jì)算通道的鏡像信號(hào)，精確計(jì)算檢測(cè)I/Q鏡像抑制度。

（2）通道發(fā)射峰值功率的精確檢測(cè)。利用主控計(jì)算機(jī)控制DAM組件發(fā)射，通過自帶頻率源產(chǎn)生低相噪連續(xù)波參考信號(hào)，為組件提供信號(hào)基準(zhǔn)，組件產(chǎn)生的射頻信號(hào)通過自帶衰減器進(jìn)行信號(hào)衰減，輸出開關(guān)矩陣，將通道信號(hào)輸出到信號(hào)檢測(cè)模塊，信號(hào)檢測(cè)模塊通過檢測(cè)計(jì)算，得到發(fā)射功率，結(jié)果傳至顯控計(jì)算機(jī)，并依次控制各通道開關(guān)，完成通道檢測(cè)。

（3）通道發(fā)射信噪比的精確檢測(cè)。主控計(jì)算機(jī)控制DAM組件發(fā)射，通過自帶的頻率源產(chǎn)生低相噪的連續(xù)波參考信號(hào)，為組件提供信號(hào)基準(zhǔn)，組件產(chǎn)生的射頻信號(hào)通過衰減器進(jìn)行信號(hào)衰減，輸出開關(guān)矩陣，將相應(yīng)通道信號(hào)輸出到信號(hào)檢測(cè)模塊，信號(hào)檢測(cè)模塊通過檢測(cè)，得出該發(fā)射信號(hào)信噪比，顯控計(jì)算機(jī)顯示存儲(chǔ)，并切換各通道，完成所有通道檢測(cè)。

（4）顯控模塊的人性化設(shè)計(jì)和計(jì)量檢定標(biāo)校界面設(shè)計(jì)。控制單元包括計(jì)算單元、顯示單元、打印單元、通訊單元，控制單元是顯控模塊的核心，負(fù)責(zé)人機(jī)交互、檢測(cè)模塊通信與控制、檢測(cè)數(shù)據(jù)存檔與輸出。顯控軟件內(nèi)配計(jì)量檢定模塊，用于定期標(biāo)校，采用狀態(tài)提示按序半自動(dòng)操作。

2.2 檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)

（1）頻率源模塊。用于產(chǎn)生被測(cè)組件所需8路高精度、低相噪、連續(xù)波綜合點(diǎn)頻信號(hào)。采用15MHz晶振做為時(shí)鐘基準(zhǔn)源，為抑制晶振短時(shí)相噪，利用其長期穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)高精度、低相噪鎖相環(huán)電路。利用鎖相環(huán)的倍頻、小數(shù)分頻，最終生成以上所需的8路高精度、低相噪點(diǎn)頻頻率源。

（2）微波開關(guān)矩陣和發(fā)射信號(hào)檢測(cè)模塊。16選1通道開關(guān)，用于切換被測(cè)組件發(fā)射信號(hào)，使其正確輸送到發(fā)射信號(hào)檢測(cè)模塊中。開關(guān)矩陣在測(cè)試通道性能時(shí)，直接受控于顯控模塊。用于分析DAM組件所發(fā)的脈沖射頻信號(hào)，見圖1。發(fā)射信號(hào)檢測(cè)模塊的組成包括信號(hào)調(diào)理單元、變頻模塊、頻綜、中頻放大和濾波單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、數(shù)字信號(hào)處理單元和電源等部分，可將處理后信號(hào)送至外部顯示，接收顯控模塊發(fā)送的控制指令。

（3）顯控模塊的設(shè)計(jì)。通過與客戶溝通以及實(shí)際試用交流，確定并不斷完善軟件的人機(jī)交互界面、接口，不斷優(yōu)化測(cè)量流程。編寫了測(cè)量操作軟件?；赨SB與并口通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)顯控模塊與檢測(cè)模塊的通信與控制。

3 主要關(guān)鍵技術(shù)

3.1 便攜高精度信號(hào)檢測(cè)模塊的設(shè)計(jì)

通道發(fā)射功能檢測(cè)時(shí)，由于采用便攜設(shè)備，需信號(hào)檢測(cè)功能模塊小型化、輕便化，完成頻譜儀的核心功能，同時(shí)對(duì)于其檢測(cè)性能要求較高。針對(duì)該需求，開發(fā)了專用信號(hào)檢測(cè)模塊，針對(duì)雷達(dá)信號(hào)頻譜分析功能進(jìn)行設(shè)計(jì)，可完成頻譜分析儀的內(nèi)核功能。引入高精度信號(hào)檢測(cè)模塊，完成發(fā)射信號(hào)精確分析，獲得高精度檢測(cè)結(jié)果。

3.2 復(fù)雜測(cè)試的系統(tǒng)集成

該DAM組件技術(shù)含量高，性能先進(jìn)，測(cè)試系統(tǒng)要求相對(duì)復(fù)雜，配套設(shè)備種類、接口形式多。為達(dá)到自動(dòng)測(cè)試效果，需進(jìn)行對(duì)檢測(cè)軟件操作流程進(jìn)行統(tǒng)籌分析，按實(shí)際使用條件進(jìn)行有效集成。測(cè)試軟件需對(duì)各現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試環(huán)境進(jìn)行匹配，確保系統(tǒng)可靠安全運(yùn)行。

4 結(jié)束語

便攜式DAM組件專用檢測(cè)儀作為相控陣?yán)走_(dá)的重要配套設(shè)備，可獨(dú)立、快速檢測(cè)組件的主要指標(biāo)，可在野外使用同時(shí)也能在實(shí)驗(yàn)室操作，具有自動(dòng)故障檢測(cè)能力，作為一種便攜快速現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表，可大大縮短操作時(shí)間，提高人機(jī)效能，降低檢測(cè)人員的專業(yè)能力要求，降低維修診斷人員的業(yè)務(wù)層次要求。

參考文獻(xiàn)：

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