尹琴

摘要：現(xiàn)如今隨著雷達(dá)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)其系統(tǒng)綜合性能的要求也在與日俱增。傳統(tǒng)雷達(dá)發(fā)射天線(xiàn)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(dá)信號(hào)多方位發(fā)射和接收等工作。而目前使用相控陣?yán)走_(dá)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(duì)相控陣?yán)走_(dá) TR 組件自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行分析和研究。

關(guān)鍵詞：TR 組件;相控陣?yán)走_(dá);自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，信號(hào)處理技術(shù)及雷達(dá)信號(hào)理論的水平也得到了一定的提升，相控陣?yán)走_(dá)能夠通過(guò)移相器實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射與接受天線(xiàn)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?yàn)?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(duì)組件的質(zhì)量加以控制，將會(huì)影響到系統(tǒng)性能，所以加強(qiáng) TR 組件的質(zhì)量控制十分重要。

一、微波測(cè)量相關(guān)概述

因?yàn)?TR 組件測(cè)試中存在諸多功能構(gòu)件，制作工藝十分復(fù)雜，所以加強(qiáng) TR 組件的自動(dòng)測(cè)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(jì)算機(jī)、被測(cè)件控制器、測(cè)量?jī)x器儀表等。在測(cè)試環(huán)節(jié)，可將 TR 組件作為微波二端口網(wǎng)絡(luò)，這樣進(jìn)行具體測(cè)量時(shí)，需要對(duì)發(fā)射駐波、接收移相精度及增益進(jìn)行評(píng)估，便能夠完成測(cè)試環(huán)節(jié)。根據(jù)微波網(wǎng)絡(luò)測(cè)量的基本原理可知，其主要集中于元器件特點(diǎn)、低頻網(wǎng)絡(luò)等表面方法上，同時(shí)需要使用微波網(wǎng)絡(luò)分析儀，對(duì)散射參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量。在使用該設(shè)備的過(guò)程中，通過(guò)采樣變頻，對(duì)比入射信號(hào)，旨在從 ADC 電路中分離相位、幅度等信號(hào)，完成最終的運(yùn)算與處理。盡管該設(shè)備效果確切，但是難以對(duì)脈沖大功率信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，這時(shí)便需要引入脈沖矢量網(wǎng)絡(luò)分析設(shè)備，確保測(cè)試的準(zhǔn)確性。

二、TR 組件測(cè)試系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)分析

建立自動(dòng)測(cè)試的核心在于其中的硬件能夠有效滿(mǎn)足測(cè)量的實(shí)際需求，在設(shè)計(jì)硬件環(huán)節(jié)首先需要詳細(xì)分析 TR 構(gòu)件的運(yùn)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(guò)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(hào)的目的，直到完全確定信號(hào)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(hào)，這樣便能達(dá)到接收信號(hào)的目的?；诖_定 TR 組件的原理，為了有效提高自動(dòng)測(cè)試的各項(xiàng)性能，需要在使用測(cè)量?jī)x器的過(guò)程中，確保其能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)可程控要求的滿(mǎn)足。在裝置中設(shè)置可程控開(kāi)關(guān)矩陣，能夠有效提高測(cè)試的有效性和可靠性。并將可程控開(kāi)關(guān)矩陣設(shè)置于裝置中，有利于被測(cè)件的可靠測(cè)試。第二，TR 內(nèi)部發(fā)射通道。通過(guò)隔離器實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的隔離，再通過(guò)功分器輸送信號(hào)至其他組件中，這一過(guò)程中組件會(huì)明確信號(hào)的發(fā)射位置，使用功率放大器將信號(hào)功率放大，并進(jìn)行傳輸，這便是全部發(fā)射過(guò)程[1]。

除此之外，設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件的過(guò)程中，同時(shí)需要強(qiáng)化專(zhuān)用裝置的測(cè)試工作，該裝置主要由結(jié)構(gòu)裝置、多路微波開(kāi)關(guān)和控制器組成，其主要作用為模擬雷達(dá)控制信號(hào)，確保測(cè)試工作的順利進(jìn)行。

三、TR 組件測(cè)試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)研究

對(duì)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，確保硬件資源合理的情況下，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)測(cè)量軟件的設(shè)計(jì)，主要表現(xiàn)為下述幾方面：測(cè)試校準(zhǔn)程序、測(cè)試專(zhuān)用裝置軟件、測(cè)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(mǎn)足全自動(dòng)化測(cè)量要求。在實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，第一步需要優(yōu)化操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)，例如常用的 Windows 系統(tǒng)，并且在軟件編程平臺(tái)方面需要使用 BCB5。第二，優(yōu)化和完善測(cè)試專(zhuān)用裝置，確保其在雷達(dá)工作狀態(tài)模擬的同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì) TR 組件工作狀態(tài)的有效控制。在測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，專(zhuān)用裝置的使用需有效控制開(kāi)關(guān)矩陣。在進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試時(shí)，首先進(jìn)行系統(tǒng)校準(zhǔn)、進(jìn)入自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)后保證所有儀器儀表和開(kāi)關(guān)均在程控狀態(tài)，例如，在系統(tǒng)校準(zhǔn)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(shí)進(jìn)行調(diào)整和系統(tǒng)補(bǔ)償，并對(duì)各儀器儀表自身校準(zhǔn)如噪聲系數(shù)測(cè)試儀以及峰值功率計(jì)，減少線(xiàn)纜帶來(lái)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(kù)、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的可兼容性。

四、系統(tǒng)測(cè)量誤差問(wèn)題及控制

TR 組件測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，可能會(huì)形成一定的誤差，主要包括系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。出現(xiàn)系統(tǒng)誤差的主要原因有測(cè)試裝連誤差、測(cè)量方法不正確等。隨機(jī)誤差主要指不規(guī)則規(guī)律導(dǎo)致影響量發(fā)生變化，無(wú)法消除和糾正，但是能夠通過(guò)增加測(cè)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(jì)、噪聲系數(shù)測(cè)試等，這些誤差對(duì)測(cè)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(duì)儀器儀表進(jìn)行自身校準(zhǔn)，對(duì)于噪聲系數(shù)測(cè)試，可應(yīng)用具有損耗補(bǔ)償功能的裝置，不僅能夠滿(mǎn)足自動(dòng)化測(cè)試的實(shí)際要求，還能夠有效解決誤差問(wèn)題。

結(jié)語(yǔ)：

TR 組件測(cè)試系統(tǒng)對(duì)于相控陣?yán)走_(dá)來(lái)說(shuō)十分重要，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，應(yīng)對(duì)其基本原理進(jìn)行正確認(rèn)識(shí)，確保硬件軟件設(shè)計(jì)的合理性，加強(qiáng)對(duì)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?yán)走_(dá)中的作用得到充分的發(fā)揮。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]?李龍，胡振平，萬(wàn)軍.一種單脈沖跟蹤雷達(dá)的通道檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)[J].火控雷達(dá)技術(shù)，2019，48（4）：16-19.

（作者單位：中國(guó)電子科技集團(tuán)第三十八研究所）