一种相控阵射频波束指向切换时间测试系统及方法，属于相控阵系统测试技术领域，解决现有的射频波束指向切换时间的测试方法存在的测量不便、步骤复杂、结果不准确的问题；采用同频混频的方式将射频信号混频至零频，把不易观察及测量的射频信号的相位变化，转换为时域上的幅度变化，经示波器表笔倍数放大后，通过示波器直观测量，将波束指向参数和射频信号相位变化的测量统一于示波器上，通过测量出两者改变时间的差值，直接得出包含波束指向参数传输时间、移相码计算时间、移相码发送时间和移相器动作时间的射频波束指向切换时间；采用的仪器设备及测试附件均为常规设备及仪器，无需设计制作专用测试设备，降低测试系统的使用难度和门槛。度和门槛。度和门槛。
【技术实现步骤摘要】
一种相控阵射频波束指向切换时间测试系统及方法
[0001]本专利技术属于相控阵系统测试
，涉及一种相控阵射频波束指向切换时间测试系统及方法，应用于各类民用和军用相控阵系统的测试中。
技术介绍
[0002]相控阵系统的一大特点就是其优异的波束扫描实时性，采用射频波束形成的相控阵系统，射频波束指向切换时间是波束扫描实时性的量化体现。波束指向切换时间包括波束指向参数传输时间、移相码计算时间、移相码发送时间和移相器动作时间等部分，包含了数字信号和射频信号的测量。
[0003]通常采用示波器进行信号的时域特性测试，但仅限于数字信号和低频信号，对于测量频率相位相对时间的变化关系的需求，需要采用调制域分析仪进行测量，此类仪器较为缺乏，且对于波束指向切换这一包含数字和射频信号的特殊测试，难以测量。现有的测试方法采用分段测量方式对射频波束指向切换时间进行测试，如采用示波器测量出从控制信号发出到移相信号发出的时间，这一时间包含了传输和计算时间，再采用调制域分析仪测量出射频信号相位变化时间。然而这一方式需要在移相码计算模块到移相器间设置信号测量点，信号测量点通常位于产品内部，设置较为不便，且该方法由于忽略部分内部传输路径，导致测量不够准确。
[0004]现有技术中，公开日期为2015年5月6日、公开号为CN104601254A的中国专利技术专利申请《基于射频开关矩阵的信号源测试系统及方法》根据测试用例的需求自动切换射频通路，搭建测试项目要求的测试环境，从而减少使用的测试资源，测试流程简单，提高了系统的灵活性；但是该文献并未解决如何测试射频波束指向切换时间。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于如何设计一种相控阵射频波束指向切换时间测试系统及方法，以解决现有的射频波束指向切换时间的测试方法存在的测量不便、步骤复杂、结果不准确的问题。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
[0007]一种相控阵射频波束指向切换时间测试系统，包括：上位机(1)、功分器(2)、混频器(3)、开关矩阵(4)、信号源(5)、示波器(6)和待测产品(7)；所述的信号源(5)输出端口与功分器(2)输入端口连接，功分器(2)输出端口的一路接入待测产品(7)输入端口，另一路接入混频器(3)；所述的待测产品(7)的输出端口按端口序号与开关矩阵(4)的输入端口对应连接，所述的开关矩阵(4)的输出端口与混频器(3)的射频端口连接，混频器(3)的中频输出端口采用示波器探头或SMA/BNC转换线接至示波器(6)的1号端口；所述的上位机(1)和待测产品(7)间采用R422接口连接，所述的RS422接口的TX+或TX
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线单独引出，接至示波器(6)的2号端口；所述的上位机(1)与信号源(5)、示波器(6)、开关矩阵(4)之间采用网口或GPIB接口连接；所述的上位机(1)用于配置所述的待测产品(7)的工作模式、波束指向参数、指令执
行时间，根据通信协议将上述参数信息发送至待测产品(7)，获取所述的待测产品(7)的遥测参数，控制开关矩阵(4)切换至对应的测试通道，配置所述的信号源(5)、示波器(6)的状态参数；所述的功分器(2)用于将测试信号一分为二，输入待测产品(7)和混频器(3)，作为测试输入信号和混频本振信号；所述的混频器(3)用于将待测产品(7)输出信号和测试输入信号混频产生用于测试的零频信号；所述的开关矩阵(4)用于根据上位机(1)指令将测试通路切换至待测产品(7)的对应通道；所述的信号源(5)用于产生测试所需点频信号；所述的示波器(6)用于捕捉零频信号幅度变化；采集上位机(1)端口发送的数据；所述的待测产品(7)根据不同的指令工作在不同的工作模式；通过所述的上位机(1)接收所述的波束指向参数和指令执行时间，并根据所述的指向参数和指令执行时间，改变通道移相量。
[0008]本专利技术采用同频混频的方式，将射频信号混频至零频，把不易观察及测量的射频信号的相位变化，转换为时域上的幅度变化，经示波器表笔倍数放大后，通过示波器直观测量，将对波束指向参数这一数字信号的测量和射频信号相位变化的测量统一于示波器上，通过测量出两者改变时间的差值，直接得出包含波束指向参数传输时间、移相码计算时间、移相码发送时间和移相器动作时间的射频波束指向切换时间；本专利技术的测试系统所采用的仪器设备及测试附件均为常规设备及仪器，无需设计制作专用测试设备，降低测试系统的使用难度和门槛。
[0009]作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述的上位机(1)包括：模拟数据发送模块、遥测模块、仪表参数配置模块和测试结果输出模块；
[0010]所述的模拟数据发送模块用于配置所述的待测产品(7)的工作模式、波束指向参数、指令执行时间，并根据通信协议进行编码，发送至待测产品(7)；
[0011]所述的遥测模块用于接收所述的待测产品(7)回传的工作状态指示、通道移相码和异常状态指示数据，并根据通信协议进行解码，显示于所述的上位机(1)的测试界面；
[0012]所述的仪表参数配置模块用于配置信号源(5)的输出信号频率及功率、配置示波器(6)调用的状态参数文件、控制开关矩阵(4)根据测试需要切换至与待测产品(7)对应的测试通道进行逐通道测试；
[0013]所述的测试结果输出模块用于读取示波器(6)的测试数据并对测试数据进行运算后输出测试结果。
[0014]作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述的功分器(2)选用通用的一分二射频功分器。
[0015]作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述的混频器(3)选用无源混频器(3)。
[0016]作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述的功分器(2)以及混频器(3)的工作频率范围覆盖待测产品(7)的测试频率。
[0017]作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述的开关矩阵(4)具备本控和远控功能，本控状态下供测试人员手动切换测试通道，远控状态下由上位机(1)逐通道切换进行测试。
[0018]一种应用于所述的相控阵射频波束指向切换时间测试系统的测试方法，包括以下步骤：
[0019]由信号源(5)产生所述的待测产品(7)工作频率的射频信号，经功分器(2)一分为二，一路用作所述的本振信号，一路用作测试输入信号；
[0020]将待测产品(7)输出的射频信号与所述的本振信号的同频信号混频输入混频器
(3)从而得到零频信号；
[0021]通过示波器(6)检测上位机(1)的RS422数据发送端口信号作为测试触发信号源，即波束切换开始时间标志；
[0022]通过示波器(6)检测到所述的零频信号的幅度跳变完成作为测试结束时间，即移相动作完成标志；
[0023]通过示波器(6)测量RS422数据端口发送第一帧信号跳变开始到所述的零频信号幅度跳变完成的时间间隔，得到当前通道的所述的波束切换时间测试结果；
[0024]由上位机(1)控制开关矩阵(4)及待测产品(7)，逐通道重复进行测试，取其中最差值作为所述的波束切换时间测试结果，并记录。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种相控阵射频波束指向切换时间测试系统，其特征在于，包括：上位机(1)、功分器(2)、混频器(3)、开关矩阵(4)、信号源(5)、示波器(6)和待测产品(7)；所述的信号源(5)输出端口与功分器(2)输入端口连接，功分器(2)输出端口的一路接入待测产品(7)输入端口，另一路接入混频器(3)；所述的待测产品(7)的输出端口按端口序号与开关矩阵(4)的输入端口对应连接，所述的开关矩阵(4)的输出端口与混频器(3)的射频端口连接，混频器(3)的中频输出端口采用示波器探头或SMA/BNC转换线接至示波器(6)的1号端口；所述的上位机(1)和待测产品(7)间采用R422接口连接，所述的RS422接口的TX+或TX
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线单独引出，接至示波器(6)的2号端口；所述的上位机(1)与信号源(5)、示波器(6)、开关矩阵(4)之间采用网口或GPIB接口连接；所述的上位机(1)用于配置所述的待测产品(7)的工作模式、波束指向参数、指令执行时间，根据通信协议将上述参数信息发送至待测产品(7)，获取所述的待测产品(7)的遥测参数，控制开关矩阵(4)切换至对应的测试通道，配置所述的信号源(5)、示波器(6)的状态参数；所述的功分器(2)用于将测试信号一分为二，输入待测产品(7)和混频器(3)，作为测试输入信号和混频本振信号；所述的混频器(3)用于将待测产品(7)输出信号和测试输入信号混频产生用于测试的零频信号；所述的开关矩阵(4)用于根据上位机(1)指令将测试通路切换至待测产品(7)的对应通道；所述的信号源(5)用于产生测试所需点频信号；所述的示波器(6)用于捕捉零频信号幅度变化；采集上位机(1)端口发送的数据；所述的待测产品(7)根据不同的指令工作在不同的工作模式；通过所述的上位机(1)接收所述的波束指向参数和指令执行时间，并根据所述的指向参数和指令执行时间，改变通道移相量。2.根据权利要求1所述的一种相控阵射频波束指向切换时间测试系统，其特征在于，所述的上位机(1)包括：模拟数据发送模块、遥测模块、仪表参数配置模块和测试结果输出模块；所述的模拟数据发送模块用于配置所述的待测产品(7)的工作模式、波束指向参数、指令执行时间，并根据通信协议进行编码...
【专利技术属性】
技术研发人员：余鹏程，马骏，葛枫，李可，吴瑞荣，张立明，刘强安，李国清，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：
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