相控阵雷达TR 组件自动测试系统的研究与实现|相控阵雷达tr组件

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【关键词】TR 组件相控阵雷达自动测试系

统误差控制

作为计算机技术、信号处理技术以及雷

达信号理论发展的重要产物，相控阵雷达可在

移相器作用下，对发射与接收天线波束进行控

制，对于该控制过程中涉及的电路功能组合，

便可叫做TR 组件。由于TR 组件本身可被纳

入微波电路范畴，涉及较多功能部件，且制造

工艺较为复杂，若忽视组件质量控制，将使整

个系统性能受到影响。因此，本文对TR 组件

测试相关研究，具有十分重要的意义。

1 微波测量相关概述

针对TR 组件测试中功能部件多、部件的

制造工艺复杂等难题，要求做好TR 组件自动

测试系统构建工作。该系统在构成上集中表现

为控制软件、主控计算机、被测件控制器、可

程控开关矩阵与测量仪器等。系统测试过程中，

对于TR 组件，可将其看作为微波二端口网络，

这样在实际测量中，主要需对发射驻波、接收

相位精度、接收增益等进行判断，便可完成组

件测试过程。从微波网络测量的基本原理看，

集中在元器件特性、低频网络与微波网络等表

征方法上。同时需注意该测量的实现应将微波

网络分析仪引入其中，其可对散射参数进行准

确测量。该设备应用下，主要对被测网络下的

传输、反射等信号进行分离，通过采样变频，

并对比入射信号，以此使相位、幅度等信息从

ADC 电路中分离出来，在此基础上通过微处

理器的利用，完成最终的处理与运算过程。尽

管该设备应用下取得的效果较为明显，但对于

脉冲大功率信号很难测量，此时要求将脉冲矢

量网络分析设备引入，其可保证测试更为快速、

准确。

文/程浩然伍进进

随着雷达系统的广泛应用，

对其系统综合性能也提出更高的

要求。以往雷达发射天线控制中，

多以伺服系统为主，用于完成波

束传播方向改变、雷达信号多方

位发射与接收等工作。而在当前

相控阵雷达运用下，其无需将伺

服系统引入，便可实现伺服系统

的功能。本文将对微波测量相关

概述、TR 组件测试系统硬件与软

件设计以及误差问题控制进行探

析。

摘要

2 TR组件测试系统硬件设计分析

自动测试的构建关键在于其中的硬件满

足测量要求。硬件设计过程中首先需对TR 组

件运行原理进行分析。从TR 组件构成与原理

看，集中表现为：

2.1 发射通道

雷达信号发射中一般需在两级功率放大

的基础上，由隔离器对信号进行隔离，再由功

分器将信号向各组件中输送，此时组件自身会

对信号发射方位确定，由功率放大器放大信号

功率，并通过隔离器向天线辐射真元传输，整

个发射过程由此完成。

2.2 在接收通道方面

要求在低噪声放大器、限幅放大器以及

滤波器等作用下，实现高频放大微弱信号目

标，直至信号接收方位被确定后，回到功分器

中，通过接收处理器对信号进行处理，以此实

现信号接收目标。在明确组件原理基础上，为

使自动测试系统性能提高，要求在测量仪器应

用中，保证其满足可程控要求，如其中涉及的

54622A 示波器、N8972A 噪声系数度测量仪等。

并将可程控开关矩阵设置于装置中，有利于被

测件的可靠测试。

此外，在系统硬件设计中，也需在测试

专用装置上进行强化，该装置在构成上主要以

接口装置、多路微波开关以及控制器等构成，

可对雷达控制信号进行模拟，且为测试工作的

开展提供相应路径。

3 TR组件测试系统软件设计研究

自动测试系统设计中在保证硬件资源合

理的情况下，做好测量软件设计，主要表现为

测试校准程序、测试专用装置软件、测试仪

器软件以及通信软件等，确保这些软件作用

充分发挥，才可满足全自动化测量要求。具

体设计过程中，首先需做好操作系统设计，

如Window 系统，且在软件编程平台方面以

BCB5 为主。其次，对于测试专用装置部分，

主要应保证其在对雷达运行状态模拟的同时，

可控制TR 组件工作状态。同时，应注意测试

系统运行中，专用装置的应用需有效控制开关

矩阵。此外，自动测试系统设计中，也要求在

系统校准、指标数据获取以及仪器程控组件方

面进行强化，如在系统校准部分，主要需对脉

冲矢量网络分析设备参数进行判断，若存在参

数不合理问题，应做好校准工作，并注意校准

噪声系数测试仪以及其他功率参数等。再如仪

器程控方面，可考虑将TGpib 组件引入其中，

利用其完成仪器程控操作，并保证组件库、自

动测试系统可兼容，有利于程序代码编写目标

的实现。

4 系统测量误差问题与控制

TR 组件测试系统应用中，可能出现的误

差集中表现在系统或随机误差两方面。其中在

系统误差方面，如装置误差、测量人员失误、

测量方法误差等都是主要误差来源。而对于随

机误差，主要指在不规则规律下带来的影响量

变化问题，无法修正与消除，可通过测量次数

增加方式使误差被控制到最低。以矢量网络分

析设备为例，其在误差来源上除体现在设备自

身外，也包含微波峰值功率计、噪声系数测试

等方面，这些误差的存在，都可能导致最终测

试结果难以保证，所以实际应用自动测试系统

能够中，应对误差问题采取相应的控制策略。

如对于噪声系数测试，在误差控制中，可将具

有损耗补偿功能的装置引入，其在满足自动化

测试要求的基础上，有效解决其中的误差问题。

5 结论

TR 组件测试系统设计是当前相控阵雷达

应用中需考虑的主要问题。实际进行系统设计

中，应正确认识微波测量基本原理，保证在系

统硬件、软件等方面设计合理，同时注意对测

量中存在的误差采取相应的控制措施，这样才

可保证TR 组件在相控阵雷达中的作用充分发

挥出来。

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作者单位

武汉滨湖电子有限责任公司湖北省武汉市

430205

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