雷达空面综合测试台设计

丁小军，徐志兵

(江苏金陵机械制造总厂，江苏南京211100)

0 引言

某型飞机属于引进机种，其空地线性接收机和信号处理器国内没有专用检测设备，无法实现自主保障;而外委周期长且价格昂贵，无法保证飞机完好率和战斗力。为了解决受制于人的尴尬局面，满足该两项产品的修理检测需要，工厂开展了相关研究。研究发现，该两项产品同属于雷达空面工作部件，关联性较大，空地线性接收机的输出就是信号处理机的输入，信号处理器具有自检测功能，其输出可通过监视器查看［1］，而空地线性接收机的输入可以通过通用仪器模拟，输出可以通过通用仪器测量。基于此，工厂立项开展了雷达空面综合测试台的研制。

1 设计

1.1 功能

本设计能够对某型空地线性接收机和信号处理器进行单机检测和联调联试。其中，对空地线性接收机，能模拟雷达系统总台的工作环境、测试原理对其进行功能测试;对信号处理器能根据其设计原理激发内部测试软件自检;同时，能模拟雷达空面工作状态，对空地线性接收机和信号处理器进行联调联试，显示雷达空面工作画面，并保存、打印测试结果。

1.2 硬件

本设计选用威图标准19英寸机柜、威强(IEI)工控机RACK-360G为载体。以凌华数字I/O卡PCI-7396为通信接口，采集产品输出的一次性指令电平信号，控制硬件电路工作;选用凌华AD/DA卡PCI-2501进行模数转换，对电源电压等模拟信号进行动态测量;选用凌华高速数据采集卡PCI-7300进行数据采集，对产品输出的低频波形进行测量，动态还原产品输出的时序信号;通过凌华GPIB卡PCI-3488控制通用仪器，对信号源进行控制，产生产品所需的输入信号，同时控制示波器对产品输出的高频信号进行测量，读取测量结果;采用瑞显光视频采集卡VGAICVER20 RGB实时采集视频输出，显示到软件;选用ALTERA公司EPM7128和EP1C12Q240为硬件电路设计主芯片，基于可编程技术VHDL语言设计硬件电路。硬件框图见图1。

图1 硬件框图

1.3 软件

本测试台软件基于Windows系统，采用虚拟仪器LabWindows CVI编写，控件内部程序采用C语言编写。由于命令数据巨大，采用了ACCESS数据库处理。板卡的应用程序直接调入板卡提供的库函数设计实现。

1.4 时序

该空地线性接收机和信号处理器均由МПИ总线指令控制，配合一次性指令、同步波形在各种工作状态下工作，对输入信号响应，产生输出信号。本设计模拟МПИ总线时序、一次性指令和同步波形，建立该空地线性接收机和信号处理器工作环境，提供其输入信号，测量并显示其输出信号，以实现对该产品的测量。本设计通过CPLD设计一次性指令和同步波形，通过FPGA设计МПИ总线时序，通过晶振同步CPLD和FPGA。图2是一次性指令、同步波形、МПИ总线时序设计仿真图。外同步时钟是50 MHz，内部分频产生所需时钟。通过设计合适的计数器，在所需时间点输出高低电平，实现输出一次性指令、同步波形和МПИ总线时序。时序的产生、输出由PCI-7396的IO口控制，指令代码由用户软件产生并通过PCI-7396的IO口发送到FPGA处理后再输出给产品［2］。

图2 一次性指令、同步时序、МПИ总线时序仿真图

2 测试

2.1 电压测量

外部供电电压和产品消耗电流直接采用东崎DX3系列数字电压、电流表同步测量并显示，产品内部二次电源的自动测量通过PCI-2501AD/DA卡实现，设置PCI-2501AD/DA卡输入电压范围为(-10～+10 V)，把需要测量的电压先通过精密电阻分压到(-10～+10 V)范围内再输入AD/DA卡采集，根据比例关系还原出被测电压，并在软件界面下方显示，技术要求如表1所示。当电压在正常范围内时，用绿色显示，当电压超差时用红色显示。

表1 电压测量技术要求

2.2 信号处理器内部测试软件自检

该信号处理器内部自带测试系统，可以通过RS-232接口发送相应控制命令、设置相应选项激发内部测试系统软件ТПО工作，实现对信号处理器软、硬件的详细检测。本设计通过编写串口GUI用户界面程序，利用工控机串口与信号处理器通信，发送命令给信号处理器，读取并显示其自检过程信息、结果信息，实现对该信号处理器的单机测试。测试结果显示在软件界面信息栏中。测量结果可保存或打印。自检通过后，计算机良好灯亮，软件界面显示“BAGET Computer is IN ORDER”和“SYSTEM READY”字样。测试技术要求详见表2。

表2 信号处理器测试技术要求

2.3 空地线性接收机性能检测

本设计对该空地线性接收机的单机检测是通过功能验证的方式实现。由МПИ总线指令建立其工作状态，采用PCI-3488卡GPIB总线控制信号源自动产生空地线性接收机所需调制信号，其数字通道输出数据由PCI-7300卡采集，模拟通道输出信号由通用仪器测量，再比对其技术指标要求判断该产品的好坏以及故障发生的大体位置。

2.4 空面工作状态联调联试

本设计将该空地线性接收机和信号处理器直接对联，用该空地线性接收机的输出作为该信号处理器的输入，由МПИ总线指令建立其空面工作状态并发送命令数据，采用信号源模拟其雷达信息输入该空地线性接收机，用VGAIC-VER20视频采集卡实时采集并显示该信号处理器输出的雷达画面信息，实现空面工作状态的联调联试。产品在雷达系统总台上联调联试画面见图3(a)，本检测仪联调联试同步检测画面见图3(b)，由图可知，测量结果完全一致。

图3 联调联试

3 结语

根据设计，完成了雷达空面综合测试台的研制。截止目前，测试台的使用情况良好。本测试台的成功研制为空地线性接收机和信号处理器修理检测建立了条件。自测试台投入使用后，该两项产品不再外委，减少了军费开支，缩短了维护保障周期，保证了飞机完好率和战斗力，实现了该两项产品的自主修理保障，经济效益和军事效益显著［3］。同时，测试台的成功研制对于相关产品的理解以及其他设备的研制也有很好的借鉴作用，社会效益显著。

［1］牛文生.机载计算机技术［M］.北京:航空工业出版社，2013.

［2］徐志兵.计算机总线接口适配器设备研制［J］.航空科学技术，2007(4):42-44.

［3］段学刚.航空电子装备维修概论［M］.北京:国防工业出版社，2010.