馬勇　譚紅芳　肖韻

摘要 線陣插件作為相控陣天線重要組件，它的測試指標是工程師們尤其關心的重點。線陣插件數(shù)量龐大、種類多樣、測試項目繁多，測試時間長，人工測試不能滿足批量檢測的需要。據(jù)此，本文設計了專用的測試工裝，以Visual C++為軟件平臺，利用GPIB接口總線實現(xiàn)工控機與測試儀器間的通訊，搭建了線陣插件常溫測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)能實現(xiàn)線陣插件的批量測試。該系統(tǒng)實現(xiàn)了通路校準數(shù)據(jù)管理、測試數(shù)據(jù)可視化、表格化，實現(xiàn)了線陣插件自動化測試，大大提高了工作效率。

關鍵詞線 陣插件；自動測試系統(tǒng)

中圖分類號 TN82 文獻標識碼 A 文章編號 2095—6363（2016）13—0060—03

相控陣天線是目前許多軍事雷達或衛(wèi)星應用的主要天線方式，在雷達和衛(wèi)星通信領域中占有重要地位。而線陣插件作為相控陣天線的重要組件之一，它的技術指標好壞，將直接關系到整個相控陣天線的效能優(yōu)劣。線陣插件的研制、生產(chǎn)、維護這一整個生命周期始終貫穿著技術指標的測試。

線陣插件種類多樣，尺寸大小各有不同，數(shù)量龐大，需測試的項目繁多，測試接口均為波導。采用人工測試，需要頻繁更換轉(zhuǎn)接頭及電纜，費時耗力。為此，研制一個自動測試系統(tǒng)迫在眉捷。

線陣插件的測試需要在特定的近似無回波環(huán)境和電磁屏蔽下進行，本文設計了專用的測試工裝（由屏蔽暗箱和輻射信號接收裝置組成），適合特定5種線陣插件的裝載和定位。本文通過分析研究，組建了線陣插件常溫測試系統(tǒng)，能自動完成線陣插件的指標測試。

1總體方案設計

線陣插件常溫測試系統(tǒng)的總體設計目的是構建適用于5種線陣插件的自動測試系統(tǒng)。為滿足5類線陣插件的裝載、定位，經(jīng)過大量實驗分析，設計出了專用的測試工裝，能滿足這5類線陣插件在特定近似無回波環(huán)境和電磁屏蔽環(huán)境下的裝載、測試。

該測試系統(tǒng)基于VisualC++開發(fā)平臺，以PXI控制器為“中樞心臟”，負責向測試儀器、毫米波測試工裝發(fā)送控制信號，并與它們通訊，接收儀器及毫米波測試工裝發(fā)回的信息，做出判斷后，送給一體化顯示器，達到數(shù)據(jù)顯示、報錯的目的。此系統(tǒng)能自動完成以下技術指標的測試：波導口駐波比、增益、功率、幅相特性等，可實現(xiàn)測試參數(shù)可視化、測試數(shù)據(jù)表格化。

自動測試系統(tǒng)由專用測試工裝（由屏蔽暗箱和輻射信號接收裝置組成）、PXI機箱、一體化顯示器、帶GPIB總線的毫米波臺式儀器構成，如圖1所示。

2關鍵技術

本系統(tǒng)的關鍵技術在于測試工裝的設計。測試工裝由屏蔽暗箱和輻射信號接收裝置組成。

2.1測試工裝總體結(jié)構

測試工裝放置在一個長方體的箱體內(nèi)，該箱體具備屏蔽微波及接收喇叭的二維移動機構。總體外觀如圖2所示。

工裝主要由插件固定裝置、二維移動結(jié)機構及屏蔽暗箱組成。

插件固定裝置，用于安裝線陣插件上的天線單元；為確保天線單元發(fā)射不受到金屬的影響，將二維移動機構單獨放置在一個箱體內(nèi)，箱體外部貼附吸波材料。屏蔽暗箱主要用于輻射無線電騷擾（EMI）和輻射敏感度（EMS）測量的密閉屏蔽室。屏蔽室由屏蔽殼體、屏蔽門、通風波導窗及各種電源濾波器等組成。屏蔽殼體采用焊接式結(jié)構。吸波材料由工作頻率范圍在30MHz～1000MHz的單層鐵氧體片，以及錐形含碳海綿吸波材料構成，錐形含碳海綿吸波材料是由聚氨脂泡沫塑料在碳膠溶液中滲透而成，具有較好的阻燃特性。同時二維移動機構的控制通過屏蔽暗箱上的連接器來實現(xiàn)，最大限度地減少電磁輻射對天線的影響，如圖3所示。

2.1.1二維移動機構

要求喇叭天線可以精確對逐一對準被測天線，根據(jù)要求設計的二維移動機構由兩個獨立的運動軸來控制，實現(xiàn)橫向和縱向的移動，同時通過合理的布局、設計，使得機構的空間達到很小。同時通過精確的運動控制，可以實現(xiàn)±0.05mm以內(nèi)的位置控制，喇叭天線可以做到準確地對準各通道輻射天線。具體結(jié)構如圖4所示。

縱向移動機構實現(xiàn)喇叭天線的上下移動，可以方便地對兩組天線單元進行。

測試；運動導軌選用工程塑料導軌，一方面可減少對測試的影響，另一方面該導軌可預緊，即可實現(xiàn)精確的導向，也具有非常高的耐磨性；小型的步進電機配以高精度的絲杠傳動，實現(xiàn)了高精度運動控制，同時為防止步進電機的丟步，我們設計有位置反饋系統(tǒng)，通過光柵尺來實現(xiàn)閉環(huán)控制，實現(xiàn)高精度位移控制。具體結(jié)構如圖5所示。

橫向移動機構實現(xiàn)喇叭天線的左右移動，可以方便地對天線單元進行精確定位測試；運動導軌選用工程塑料導軌，一方面可減少對測試的影響，另一方面該導軌可預緊，即可實現(xiàn)精確的導向，也具有非常高的耐磨性；小型的步進電機配以高精度的絲杠傳動，實現(xiàn)了高精度運動控制，實現(xiàn)了高精度運動控制，同時為防止步進電機的丟步，我們設計有位置反饋系統(tǒng)，通過光柵尺來實現(xiàn)閉環(huán)反饋，實現(xiàn)高精度位移控制。安裝微小型的拖鏈可將控制系統(tǒng)的線纜和喇叭天線的線纜連接至箱體外部進行控制，具體結(jié)構如圖6所示。

2.1.2二維移動控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)由PXI控制器、運動控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、安全保護裝置等組成?？梢栽O置運動模式，位置和速率等運動模式。

2.2測試工裝接口設計

為實現(xiàn)天線單元的測試，需要對天線進行供電，我們選用程控電源，方便對不同類天線進行測試。同時為方便移動臺的控制和連接，在箱體外部設計有連接器。

2.3測試工裝控制系統(tǒng)軟件設計

系統(tǒng)啟動后，系統(tǒng)進行初始化，同時對運動控制部分。運動控制部分，通過參數(shù)配置讀取系統(tǒng)默認配置參數(shù)包括速度、加速度、軟件限制等參數(shù)，進行參數(shù)設置，通過RS485通訊將位置和狀態(tài)信息傳給上位機并等待上位機控制命令，運動控制程序獲取到控制命令后，根據(jù)參數(shù)配置，控制機構運動，監(jiān)控顯示程序收到軟件限位等信息后，通知運動控制程序控制機構停止運動，急停和硬件限位會直接切斷主電源停止機構運動。

3結(jié)論

線陣插件自動測試系統(tǒng)能夠滿足批量自動化測試的需求、實現(xiàn)生產(chǎn)線測試，減輕人員工作量，能大大提高工作效率和測試的可靠性、準確性，適用性強。endprint