TR模塊通用自動測試系統

朱艷萍

【摘 要】TR模塊待測數據量和需處理數據量大，控制信號復雜，需要建立自動測試系統。本文首先介紹TR組件的工作原理，介紹了TR組件在系統中的位置和結構原理圖，然后介紹了基于VB的TR模塊通用自動測試系統的設計和研究，以及該測試系統的軟件和硬件組成，可以測試的接收通道和發射通道指標，以及每個指標的測試框圖。通過實際示例，著重講述了如何對測試系統進行軟件的參數配置，控制信號的產生和測試數據的處理。

【關鍵詞】TR；自動測試系統；VB

【Abstract】The data of the TR module to be measured and need to be handled is large. The control signal is complex， the automatic test system need to be established. This paper first introduces the work principle of TR module， introduces the position and structure of TR components in the system， and then introduces the design and research of TR module general automatic test system based on VB， and the software and hardware of the testing system. Through the practical example， the paper focuses on how to configure the parameters of the test system， control the generation of the signal and the processing of the test data.

【Key words】TR； Automatic test system； VB

0 引言

為了提高分辨率和多目標檢測，現在雷達往往采用有源相控陣雷達（Active Phased Arary Radar，APAR）。有源相控陣雷達外部為天線陣列，內部的每個陣列單元可以獨立完成信號的放大移相等功能，射頻信號經天線發射，所合成的波束就可以朝指定方向進行電子掃描，完成雷達的搜索、跟蹤和測量任務[1]。而完成每一個輻射單元的信號發射和回波信號接收的單元叫做TR（Transmit and Receive）組件。

有源相控陣雷達中的每個天線單元上均有一個TR組件，一個TR組件就是一個雷達的發射/接收前端[2]。組件中的發射信號功率放大器和噪聲接收放大器均與天線輻射單元直接相連。每個有源相控陣雷達由成千上萬個T/R組件組成，TR組件在批量生產時數量大，需要測試指標多，要處理的數據量大，同時組件控制信號繁雜，急需建立T/R自動測試系統。由于TR測試所需的儀表類型和種類眾多，且在各個項目間相互調動，因此建立T/R模塊通用測試系統意義很重大。

1 T/R組件工作原理

TR組件位于天線和信號/分解網絡之間，其主要功能是根據外部控制信號對微波信號進行放大、移相和衰減[3]。TR組件的內部結構圖如圖1所示。這些經處理后的微波信號經各自天線單元發射后，在輻射空間內合成為定向波束，從而實現雷達的電子掃描功能[4]。

2 測試系統構成

2.1 硬件構成

TR組件通用自動測試系統的硬件組成如圖2所示。TR組件根據信號傳輸路徑的不同分為接收通道和發射通道，不同的信號傳輸路徑測試方法和步驟不同。

2.1.1 接收通道傳輸特性測試

T/R組件接收通道傳輸特性包括接收增益、增益溫度穩定度、增益一致性、增益帶內平坦度、接收輸入1dB壓縮點、輸入輸出駐波比等技術指標，T/R組件接收通道傳輸特性測試框圖如圖3所示：

2.1.2 發射通道傳輸特性測試

T/R組件發射通道傳輸特性包括發射相位一致性、非線性相位誤差、發射態移相性能等指標，其傳輸特性測試框圖如圖4所示：

2.2 軟件構成

TR組件自動測試系統編程環境主要有Visual Basic for Windows、Visual C++for Windows、Microsoft Visual Stdio 2008，LabVIEW等。本論文主要討論采用圖形化編程語言Visual Basic for Windows開發TR組件通用測試系統的原理和方法。

2.2.1 儀表控制

TR組件通用自動測試系統對儀表的控制有三種形式：

（1）交換機+網線模式

（2）路由器+GPIB電纜模式

（3）GPIB接口卡+GPIB電纜模式

2.2.2 軟件設計

打開自動測試程序，首先會彈出如圖5所示的系統設置界面。

在該界面中，測試者可以設置測試儀表的型號和地址，選擇該TR組件所用的移相器是標準移相器還是時延線。每個移相器都有64態測量模式和基態測量模式可供選擇。移相精度和衰減精度的計算方法有均方根法和絕對誤差法兩種。當前測試文件在矢網中的保存路徑是當前測試所調用的測試文件在矢網中的保存路徑。當更改測試的文件時，只需要在相應的空白處修改文件的路徑即可。

點擊生成文件菜單，會彈出圖6所示的文件配置界面。

在該界面中，測試者可以設置該TR組件測試的起始、終止頻率、測量點數、矢網的中頻帶寬和組件的有效觀察頻率段。根據測試需要，發射指標可以用連續波矢網測量，也可以用脈沖矢網測量，當用脈沖矢網測量時，需要對測試脈沖的參數進行設置。點擊生成文件按鈕，即可通過GPIB接口卡控制矢網，在矢網中生成相應的測試文件，極大地滿足了測試者的測試需求。

3 測試結果處理

針對TR組件測試指標多，測試數據大的難題，我們利用Microsoft office web components中的spreadsheet控件，來實現對數據的讀取、保存和打印。

為了方便測試者將測試數據與指標進行對比，能即時的發現TR組件的測試異常數據，本軟件還增加了圖形繪制功能，利用ChartSpace控件生成接收/發射指標移相誤差曲線、接收/發射寄生調幅曲線圖、接收寄生調相曲線圖、接收衰減精度曲線和移相精度曲線。

4 結束語

本文所研究的TR模塊通用自動測試系統，測試方便、功能強大，界面友好，極大地提高了測試效率，節省了多TR組件之間測試的兼容問題，節約了大量的工作量，在我所科研生產中扮演者重要的角色。但是該軟件與其他軟件的相互兼容和調用問題，還需要進一步的研究。

【參考文獻】

[1]朱慶明.數字陣列雷達述評[J].雷達科學與技術，2004（3）：137-141.

[2]吳曼青，靳學明，譚劍美.相控陣雷達數字T/R組件的研究[J].現代雷達，2001（2）：57-60.

[3]王冰，靳學明，韓華.DBF體制雷達中多通道數字中頻接收機設計[J].現代雷達，2003，12：48-49.

[4]吳俠義，倪江.一種基于GPIB總線的TR組件測試系統的設計[J].計算機測量與控制，2007.15（5）.

[責任編輯：王楠]