尹琴

摘要：現(xiàn)如今隨著雷達系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，人們對其系統(tǒng)綜合性能的要求也在與日俱增。傳統(tǒng)雷達發(fā)射天線控制中，主要依靠伺服系統(tǒng)，旨在完成波束傳播方向改變、雷達信號多方位發(fā)射和接收等工作。而目前使用相控陣雷達并不需要依靠伺服系統(tǒng)便能夠?qū)崿F(xiàn)其功能?；诖?，本文對相控陣雷達 TR 組件自動測試系統(tǒng)進行分析和研究。

關(guān)鍵詞：TR 組件;相控陣雷達;自動測試系統(tǒng)

隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，信號處理技術(shù)及雷達信號理論的水平也得到了一定的提升，相控陣雷達能夠通過移相器實現(xiàn)對發(fā)射與接受天線波束的控制，在控制環(huán)節(jié)需要使用電路功能組合，這一組合便是 TR 組件。因為 TR 組件具有諸多功能構(gòu)件，制造工藝具有一定的復(fù)雜性，如果不對組件的質(zhì)量加以控制，將會影響到系統(tǒng)性能，所以加強 TR 組件的質(zhì)量控制十分重要。

一、微波測量相關(guān)概述

因為 TR 組件測試中存在諸多功能構(gòu)件，制作工藝十分復(fù)雜，所以加強 TR 組件的自動測試系統(tǒng)建立工作十分重要。在組成方面，該系統(tǒng)的主要組成部分為控制軟件、計算機、被測件控制器、測量儀器儀表等。在測試環(huán)節(jié)，可將 TR 組件作為微波二端口網(wǎng)絡(luò)，這樣進行具體測量時，需要對發(fā)射駐波、接收移相精度及增益進行評估，便能夠完成測試環(huán)節(jié)。根據(jù)微波網(wǎng)絡(luò)測量的基本原理可知，其主要集中于元器件特點、低頻網(wǎng)絡(luò)等表面方法上，同時需要使用微波網(wǎng)絡(luò)分析儀，對散射參數(shù)進行精準測量。在使用該設(shè)備的過程中，通過采樣變頻，對比入射信號，旨在從 ADC 電路中分離相位、幅度等信號，完成最終的運算與處理。盡管該設(shè)備效果確切，但是難以對脈沖大功率信號進行測量，這時便需要引入脈沖矢量網(wǎng)絡(luò)分析設(shè)備，確保測試的準確性。

二、TR 組件測試系統(tǒng)硬件設(shè)計分析

建立自動測試的核心在于其中的硬件能夠有效滿足測量的實際需求，在設(shè)計硬件環(huán)節(jié)首先需要詳細分析 TR 構(gòu)件的運行方法，TR 組件的原理主要表現(xiàn)為下述幾方面：第一，接收通道。通過低噪聲放大器、限幅放大器和濾波器的功能及作用，能夠完成高頻放大微弱小信號的目的，直到完全確定信號接收的具體方位后，再回到功分器中，使用接收處理器有效處理信號，這樣便能達到接收信號的目的?；诖_定 TR 組件的原理，為了有效提高自動測試的各項性能，需要在使用測量儀器的過程中，確保其能夠?qū)崿F(xiàn)對可程控要求的滿足。在裝置中設(shè)置可程控開關(guān)矩陣，能夠有效提高測試的有效性和可靠性。并將可程控開關(guān)矩陣設(shè)置于裝置中，有利于被測件的可靠測試。第二，TR 內(nèi)部發(fā)射通道。通過隔離器實現(xiàn)對信號的隔離，再通過功分器輸送信號至其他組件中，這一過程中組件會明確信號的發(fā)射位置，使用功率放大器將信號功率放大，并進行傳輸，這便是全部發(fā)射過程[1]。

除此之外，設(shè)計系統(tǒng)硬件的過程中，同時需要強化專用裝置的測試工作，該裝置主要由結(jié)構(gòu)裝置、多路微波開關(guān)和控制器組成，其主要作用為模擬雷達控制信號，確保測試工作的順利進行。

三、TR 組件測試系統(tǒng)軟件設(shè)計研究

對自動測試系統(tǒng)進行設(shè)計的過程中，確保硬件資源合理的情況下，應(yīng)加強對測量軟件的設(shè)計，主要表現(xiàn)為下述幾方面：測試校準程序、測試專用裝置軟件、測試儀器軟件以及通信軟件等，確保上述軟件的功能得到充分發(fā)揮，這樣才能有效滿足全自動化測量要求。在實際設(shè)計環(huán)節(jié)，第一步需要優(yōu)化操作系統(tǒng)設(shè)計，例如常用的 Windows 系統(tǒng)，并且在軟件編程平臺方面需要使用 BCB5。第二，優(yōu)化和完善測試專用裝置，確保其在雷達工作狀態(tài)模擬的同時，能夠?qū)崿F(xiàn)對 TR 組件工作狀態(tài)的有效控制。在測試系統(tǒng)運行的過程中，專用裝置的使用需有效控制開關(guān)矩陣。在進行自動測試時，首先進行系統(tǒng)校準、進入自動測試系統(tǒng)后保證所有儀器儀表和開關(guān)均在程控狀態(tài)，例如，在系統(tǒng)校準方面，首先應(yīng)判斷設(shè)備參數(shù)，如果存在不合理現(xiàn)象，應(yīng)及時進行調(diào)整和系統(tǒng)補償，并對各儀器儀表自身校準如噪聲系數(shù)測試儀以及峰值功率計，減少線纜帶來的插入損耗。其次將 TGpib 組件引入儀器程控中，利用該組件完成程控操作，并確保組件庫、自動測試系統(tǒng)的可兼容性。

四、系統(tǒng)測量誤差問題及控制

TR 組件測試系統(tǒng)運行過程中，可能會形成一定的誤差，主要包括系統(tǒng)誤差和隨機誤差。出現(xiàn)系統(tǒng)誤差的主要原因有測試裝連誤差、測量方法不正確等。隨機誤差主要指不規(guī)則規(guī)律導(dǎo)致影響量發(fā)生變化，無法消除和糾正，但是能夠通過增加測量次數(shù)降低誤差。例如矢量網(wǎng)絡(luò)分析，微波峰值功率計、噪聲系數(shù)測試等，這些誤差對測試結(jié)果造成較大影響。因此采取相應(yīng)的控制措施十分重要。對儀器儀表進行自身校準，對于噪聲系數(shù)測試，可應(yīng)用具有損耗補償功能的裝置，不僅能夠滿足自動化測試的實際要求，還能夠有效解決誤差問題。

結(jié)語：

TR 組件測試系統(tǒng)對于相控陣雷達來說十分重要，在系統(tǒng)設(shè)計環(huán)節(jié)，應(yīng)對其基本原理進行正確認識，確保硬件軟件設(shè)計的合理性，加強對誤差的控制，并制定相關(guān)處理措施。這樣才能確保 TR 組件在相控陣雷達中的作用得到充分的發(fā)揮。

參考文獻：

[1]?郭彍，許雄，魏彥玉，等.Ka 波段相控陣雷達 TR 組件幅相控制芯片的大功率微波非線性效應(yīng)研究[J].紅外與毫米波學報，2019，38（5）：572-577.

[2]?李龍，胡振平，萬軍.一種單脈沖跟蹤雷達的通道檢測網(wǎng)絡(luò)設(shè)計[J].火控雷達技術(shù)，2019，48（4）：16-19.

（作者單位：中國電子科技集團第三十八研究所）