一种相控阵雷达系统的静态检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术为一种相控阵雷达系统的静态检测装置及方法，其中装置包括上位机、电源、信号源、频谱仪、波控电源板、天线子阵系统、发射天线以及接收天线；其中上位机分别与电源、频谱仪以及信号源连接，上位机还与波控电源板通过低电压差分信号实现连接；电源还分别与频谱仪、信号源以及波控电源板连接；天线子阵系统分别与发射天线波控电源板以及信号源连接；频谱仪还与接收天线连接；通过设置波控电源板、电源以及上位机，实现对天线子阵系统的自动检测，避免进行人工测试，节省人力成本，也提高了测试的精度，保证测试的准确性。保证测试的准确性。保证测试的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种相控阵雷达系统的静态检测装置及方法


[0001]本专利技术涉及射频雷达领域，特别是涉及一种相控阵雷达系统的静态检测装置及方法。

技术介绍

[0002]有源相控阵雷达作为一种新型雷达，除了具有精度指向高，抗干扰能力强，可靠性高等特点，它相比于传统机械式扫描雷达还具有无需伺服转台，扫描速度快，可同时进行多目标检测等优势。有源相控阵雷达天线阵面一般由按一定规则排布的多个天线单元组成，每个天线单元都设置有对应的移相器与衰减器控制。在工作时，需要分别控制所有的移相器和衰减器按波束指向对应的相位与幅度值，因此需要波束控制系统，进行移相值和衰减值的计算与控制。其中相控阵雷达的天线单元与通道数少则数百，多则上千甚至上万，若加工成集成式整阵，则会存在加工难度高，可维护性差，电磁兼容性低等问题，所以传统的大型有源相控阵都由若干个子阵组成。传统的波控系统可以实现波控码的计算与分配的功能，但是在相控阵雷达进行正式工作前，需要对所有通道进行单独测试，判断每个通道对应的TR组件通道是否工作正常，手动切换通道并进行判断需要大量时间，延长了相控阵雷达的开发周期。而且对于每个TR组件，现有技术只能在夹具上测试组件性能，当组件焊接到天线板后，性能无法直接测试。另外整个雷达系统包含大量贴装完成的TR组件，现有技术测试整个系统时只能使用微波暗室，由于焊接问题等造成的性能缺失，会进一步增加测试时间，降低测试效率。
[0003]为了克服上述问题，本文提出了一种自动化测试方法，能够快速自动遍历所有通道，并将每个通道对应的电压电流状态以及通道对应的射频性能进行记录与保存，极大的简化了测试流程，提高测试效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是解决现有技术的不足，提供一种相控阵雷达系统的静态检测装置及方法。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种相控阵雷达系统的静态检测装置，其特征在于，包括上位机、电源、信号源、频谱仪、波控电源板、天线子阵系统、发射天线以及接收天线；其中上位机分别与电源、频谱仪以及信号源连接，上位机还与波控电源板通过低电压差分信号实现连接；电源还分别与频谱仪、信号源以及波控电源板连接；天线子阵系统与波控电源板连接；
[0007]天线子阵系统还分别与发射天线以及信号源连接，对应的频谱仪还与接收天线连接，用于测试天线子阵系统的发送性能；或者天线子阵系统分别与接收天线以及频谱仪连接，对应的频谱仪还与发射天线连接，用于测试天线子阵系统的接收性能。
[0008]进一步的，所述上位机通过USB转LNA接口与电源连接，上位机可以控制电源的输出电压值、限流值以及上电顺序；上位机还能够监视电源的工作状态，包括电源的电压电流
状态，并将电源的工作状态数据进行记录和保存。
[0009]进一步的，所述波控电源板包括电源控制部分以及波控部分；电源控制部分用于将电源直接输出的电压转换为天线子阵系统的额定电压；波控部分用于根据上位机的指令，控制天线子阵系统。
[0010]进一步的，所述波控电源板还包括低压差线性稳压器，通过低压差线性稳压器，能够提高电源抑制比，使得输入电源的纹波得到有效抑制。
[0011]进一步的，所述波控电源板还包括FLASH模块，FLASH模块用于存储天线子阵系统的补偿数值，补偿数值包括天线子阵系统的每个通道对应的发射幅度补偿、接收幅度补偿、发射移相补偿、接收移相补偿。
[0012]进一步的，所述波控电源板还包括FLASH模块，FLASH模块用于存储天线子阵系统的补偿数值，补偿数值包括天线子阵系统的每个通道对应的发射幅度补偿、接收幅度补偿、发射移相补偿、接收移相补偿。
[0013]一种相控阵雷达系统的静态检测方法，所述方法基于上述的任意一种装置，检测方法包括如下步骤：
[0014]步骤1：上位机根据输入判断为发送测试或者接受测试；若为发送测试，则选择天线子阵系统分别与发射天线以及信号源连接，对应的频谱仪还与接收天线连接的线路；若为接收测试，则选择天线子阵系统分别与接收天线以及频谱仪连接，对应的信号源还与发射天线连接的线路；
[0015]步骤2：上位机接收操作指令，判断是否为自动测试指令；其中若为自动测试指令，则进入步骤3；否则结束步骤；
[0016]步骤3：进入自动测试模式，上位机接收开始测试指令，并根据输入切换脉冲式测试或者全功率测试；判断上位机校验各模块是否均已完成连接；若完成连接则进入步骤3
‑
1；否则由上位机进行提示，结束步骤；
[0017]步骤3
‑
1：上位机控制电源上电，电源的配置受上位机控制；电源的实际输出参数回传上位机；
[0018]步骤3
‑
2：上位机判断电源的静态电流是否正常；若静态电流在设定范围内，则进入步骤3
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3；若静态电流不在设定范围内，则在上位机进行告警，结束步骤；
[0019]步骤3
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3：上位机向天线子阵系统的波控电源板发送自动测试码字；其中自动测试码字包括衰减码、模式选择、通道选择、频点；通道选择为第一通道；
[0020]步骤3
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4：波控电源板接收自动测试码字，并根据自动测试码字控制天线子阵系统工作；波控电源板采集天线子阵系统的对应通道在没有射频信号输入时的静态状态数据；
[0021]步骤3
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5：波控电源板将采集的数据传输给上位机；
[0022]步骤3
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6：上位机接收天线子阵系统的对应通道在没有射频信号输入时的静态状态数据，并判断通道的电流与设定范围一的关系；若通道的电流超出设定范围一，并且此时电源达到限流最大值，则认为此通道对应的TR组件或接头部分存在虚焊、短路的问题，上位机控制电源切断对波控电源板的供电，并发出告警，结束步骤；若通道的电流没有超出设定范围一，但是超出了设定范围二，则认为此通道对应的链路中存在问题，需要进一步排查，由上位机保存状态数据，并直接进行下一通道的测试，返回步骤3
‑
3，其中设定范围二在设定范围一的范围内；若通道的电流没有超出设定范围二，则认为此通道的静态状态数据正
常，上位机控制电源为信号源、频谱仪供电；
[0023]步骤3
‑
7：上位机控制信号源发出设定的不同功率值的信号，记录频谱仪采集的功率信息；随后上位机控制信号源的输出功率为固定值，同时波控电源板向天线子阵系统发送衰减；上位机记录频谱仪采集的功率信息；
[0024]步骤3
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8：上位机判断是否已经完成所有通道的测试；若完成了所有通道的测试，则进入下一步骤；否则进行下一通道的测试，返回步骤3
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3；
[0025]步骤3
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9：上位机将所有通道的测试数据进行整理，生成测试报告，测试报告包括通道的静态状态数据以及频谱信息，频谱信息为步骤3
‑
7中的测试采集数据，结束步骤。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相控阵雷达系统的静态检测装置，其特征在于，包括上位机、电源、信号源、频谱仪、波控电源板、天线子阵系统、发射天线以及接收天线；其中上位机分别与电源、频谱仪以及信号源连接，上位机还与波控电源板通过低电压差分信号实现连接；电源还分别与频谱仪、信号源以及波控电源板连接；天线子阵系统与波控电源板连接；天线子阵系统还分别与发射天线以及信号源连接，对应的频谱仪还与接收天线连接，用于测试天线子阵系统的发送性能；或者天线子阵系统分别与接收天线以及频谱仪连接，对应的频谱仪还与发射天线连接，用于测试天线子阵系统的接收性能。2.根据权利要求1所述的一种相控阵雷达系统的静态检测装置，其特征在于，所述上位机通过USB转LNA接口与电源连接，上位机可以控制电源的输出电压值、限流值以及上电顺序；上位机还能够监视电源的工作状态，包括电源的电压电流状态，并将电源的工作状态数据进行记录和保存。3.根据权利要求1所述的一种相控阵雷达系统的静态检测装置，其特征在于，所述波控电源板包括电源控制部分以及波控部分；电源控制部分用于将电源直接输出的电压转换为天线子阵系统的额定电压；波控部分用于根据上位机的指令，控制天线子阵系统。4.根据权利要求3所述的一种相控阵雷达系统的静态检测装置，其特征在于，所述波控电源板还包括低压差线性稳压器，通过低压差线性稳压器，能够提高电源抑制比，使得输入电源的纹波得到有效抑制。5.根据权利要求3所述的一种相控阵雷达系统的静态检测装置，其特征在于，所述波控电源板还包括FLASH模块，FLASH模块用于存储天线子阵系统的补偿数值，补偿数值包括天线子阵系统的每个通道对应的发射幅度补偿、接收幅度补偿、发射移相补偿、接收移相补偿。6.根据权利要求1所述的一种相控阵雷达系统的静态检测装置，其特征在于，所述信号源与天线子阵系统之间通过射频传输线连接，其中射频传输先与信号源通过SMA接头连接，射频传输线与天线子阵系统通过SMP接头连接。7.一种相控阵雷达系统的静态检测方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1
‑
6所述的任意一种装置，检测方法包括如下步骤：步骤1：上位机根据输入判断为发送测试或者接受测试；若为发送测试，则选择天线子阵系统分别与发射天线以及信号源连接，对应的频谱仪还与接收天线连接的线路；若为接收测试，则选择天线子阵系统分别与接收天线以及频谱仪连接，对应的信号源还与发射天线连接的线路；步骤2：上位机接收操作指令，判断是否为自动测试指令；其中若为自动测试指令，则进入步骤3；否则结束步骤；步骤3：进入自动测试模式，上位机接收开始测试指令，并根据输入切换脉冲式测试或者全功率测试；判断上位机校验各模块是否均已完成连接；若完成连接则进入步骤3
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1；否则由上位机进行提示，结束步骤；步骤3
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1：上位机控制电源上电，电源的配置受上位机控制；电源的实际输出参数回传上位机；步骤3
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2：上位机判断电源的静态电流是否正常；若静态电流在设定范围内，则进入步
骤3
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3；若静态电流不在设定范围内，则在上位机进行告警，结束步骤；步骤3
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3：上位机向天线子阵系统的波控电源板发送自动测试码字；其中自动测试码字包括衰减码、模式选择、通道选择、频点；通道选择为第一通道；步骤3
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4：波控电源板接收自动测试码字，并根据自动测试码字控制天线子阵系统工作；波控电源板采集天线子阵系统的对应通道在没有射频信号输入时的静态状态数据；步骤3
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5：波控电源板将采集的数据传输给上位机；步骤3
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6：上位机接收天线子阵系统的对应通道在没有射频信号输入时的静态状态数据，并判断通道的电流与设定范围一的关系；若通道的电流超出设定范围一，并且此时电源达到限流最大值，则认为此通道对应的TR组件或接头部分存在虚焊、短路的问题，上位机控制电源切断对波控电源板的供电，并发出告警，结束步骤；若通道的电流没有超出设定范围一，但是超出了设定范围二，则认为此通道对应的链路中存在问题，需要进一步排查，由上位机保存状态数据，并直接进行下一通...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹赞扬，宣银良，王志宇，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：