雷达自动化检测设备设计*

苏仁生

(甘肃长风电子科技有限责任公司， 甘肃 兰州 730070)

雷达自动化检测设备设计*

苏仁生

(甘肃长风电子科技有限责任公司， 甘肃 兰州 730070)

文中简要介绍了某型雷达自动化检测设备的工作原理和主要结构组成特点。该套检测设备的设计核心是以计算机为主控中心，通过LXI(LAN-based eXtensions for Instrumentation)总线，实现对测试资源的统一管理和配置，通过更换不同接口适配器，就可以完成雷达各组成部分技术参数的自动化测试。该检测设备具有通用化、组合化、扩展性能强、检测过程快速直观、使用安全等特点，其成功研制为类似产品自动化检测设备的研制提供了一种有效的思路。

测试系统；LXI应用；通用接口

引 言

随着现代雷达技术的发展，装备的综合技战术性能不断提升，应用的技术日趋复杂，系统越来越庞大，雷达的复杂性不断提高，故障发生的种类也随之增加，许多故障的检测仅凭技术人员的经验和简单仪器已远远不能完成。雷达装备的测试维修性已成为越来越突出的问题，成为技术保障的决策、控制和不断改进的重点，雷达测试维修系统的研制越来越受到重视[1]。

本文介绍了一种以计算机为主控中心，通过LXI总线，实现对测试资源的统一管理和配置，通过更换不同接口适配器，实现雷达各组成部分技术参数的自动化测试。该检测设备具有通用化、组合化、扩展性能强、检测过程快速直观、使用安全等特点。其设计理念和结构组成，可供同类结构设计和开拓领域设计参考。

1 自动化检测设备的工作原理及功能

1.1 自动化检测设备的工作原理

这套自动化检测设备是按照“测试系统+接口适配器”的模式进行设计的，测试系统采用的LXI技术是基于广泛使用的工业以太网标准和成熟通用的PC技术发展起来的新型测试技术，利用它可实现快速、高效、低成本的测试。图1为自动化测试设备的逻辑方框图。

1.2 自动化检测设备主要功能

自动化检测设备的主要功能包括：1)为被测对象提供测试需要的各种电源及各种测试激励信号；2)对被测对象输出的信号进行采集、分析；3)通过通讯接口与被测对象进行通讯，发送指令，接收数据；4)具有上电自检、口令加密及自动保护功能；5)具有对仪表的综合管理功能，并可实时监控被测设备；6)具有手动、自动测试功能，测试界面清晰明了。

图1 自动化检测设备逻辑方框图

2 自动化检测设备的主要设计特点

2.1 测试系统主要硬件的设计特点

测试系统主要硬件的设计特点包括：

1)测试系统将主控计算机作为控制核心，通过LXI总线实现对各组成单元的控制与管理。

2)各类测试资源采用LXI总线形式的高密度的模块化仪器，各种类型的仪器都接入到高速LXI总线网络中，由主控计算机进行统一控制、管理。模块化测控仪器单元用于提供激励信号和测试被测单元的输出响应，它主要包括模拟量采集、模拟量输出、状态量采集与输出和开关切换等仪器模块。模块化测控仪器的选用可有效降低测试系统自身的重量和体积，提高测试系统的可靠性和可维护性，并且可以随时增添模块，使测试系统具有良好的可扩展性。

3)测试系统的通用测试接口选用VPC公司的互连解决方案，该方案适用于连接多种配置的自动化测试系统机柜。该测试接口具有模块化的灵活性，并可满足多种信号、电源、同轴电缆、光纤及气动输入输出(I/O)要求，而高性能的电缆组件和插线又确保了高质量的连接和快速组装。

通用测试接口的具体设计依据具体行业《测试设备技术规范》进行测试资源定义和接口模块配置。行业内的产品只需按照 《测试设备技术规范》进行测试资源定义和接口模块配置，就可以接入到测试系统上进行测试，使测试系统具有良好的通用性。

4)测试系统安装有供电检测模块，在整个通电过程中，供电检测模块自动根据检测的数据进行实时判断，如有异常变化(如电流、电压的变化)，则对被测对象发出关机断电指令，同时给出声、光报警提示，以保障测试设备、被测设备及测试人员的安全。

2.2 测试系统主要软件的设计特点

测试系统软件主要由操作系统、仪器设备驱动、系统资源管理软件、测试程序等组成。其主要设计特点如下：

1)主控计算机通过总线直接调用模块化仪器测量单元上的IVI(可互换虚拟仪器)驱动，从而将远程仪器驱动透明地映射到主控计算机上，运行于主控计算机上的用户程序使用的仪器编程与模块化仪器测量单元上的完全一致。上述映射使测试程序可以在位于各测试节点的仪器资源间无缝切换，实现测试系统测试工作的自动化与高效率。

2)系统资源管理软件提供统一的资源管理服务，为测试系统的使用和管理提供便捷直观的手段。资源管理软件可以识别到测试系统内部硬件测试资源，并以图形化的方式显示在屏幕上。通过资源管理软件，测试人员可以方便地对识别到的仪器进行各种操作，如自检、参数设置等。

3)测试程序是依据被测对象测试流程编写的程序，分为手动测试与自动测试2个部分，以满足不同的测试需求。测试程序均为图形化显示，界面清晰明了。

3 自动化测试设备的结构组成、功能和特点

自动化测试设备由测试系统、专用适配器等组成。

3.1 测试系统的组成、功能及结构特点

3.1.1 测试系统的组成及功能

测试系统由控制机柜、供电机柜和接口机柜组成，各机柜之间通过电缆互连，图2为其组成图。

图2 测试系统组成图

(1)控制机柜的组成及功能

控制机柜为整个测试系统的控制核心，其内部主要包括主控计算机、显控单元、UPS电源等。主控计算机和显控单元用于测试系统控制和人机对话，UPS电源能在外部电源突然中断的情况下，继续为计算机和显控单元提供电力，让用户进行数据保存等操作。

(2)供电机柜的组成及功能

供电机柜主要安装各类程控电源模块和供电检测模块。程控电源模块为被测对象提供各种电源供应，供电检测模块用于检测系统的供电状态，若检测到供电异常现象，则立即切断电源，起到电源保护作用。

(3)接口机柜的组成及功能

接口机柜内部主要安装接口卡、各类模块化仪表和VPC公司生产的VPC连接器受体。测试系统通过VPC连接器与被测对象连接，为被测对象提供各类所需信号、电源，同时读取和采集被测对象的相关信息。

3.1.2 测试系统的结构特点

测试系统由3个19 inch的标准减震机箱组成[2]。内部机箱采用19 inch的标准安装结构及6U标准高度(1U = 44.45 mm)。减震机箱外壳采用国产高强度聚酯纤维经模具加压、加热而成。内部支架均采用优质铝合金制造，使减震机箱整体重量轻、强度高。减震机箱上可拆卸盖板，在搭接处均采用铍青铜弹性件，以改善电磁屏蔽性能[3]。减震机箱既是仪器设备箱又是包装箱，箱体内置减震机构，前后为密封盖，具有良好的密封、防潮、防尘、防震、防电磁辐射等性能。

3.2 专用适配器的组成、功能及结构特点

3.2.1 专用适配器的组成及功能

专用适配器由中部箱体、面板、VPC供体连接器、印制板模块等组成，其组成如图3所示。

图3 专用适配器组成图

专用适配器的功能如下：

1)专用适配器是测试系统与被测对象之间快速连接的桥梁，桥梁的一端是VPC公司的通用测试接口，另一端连接被测对象。测试系统通过专用适配器向被测对象提供所需的各种信号、电源和发送测试指令，同时读取被测对象的各种状态信息，完成自动化测试工作。

2)可以通过在专用适配器中添加一些专用资源，补充测试系统资源不便或不能提供的而被测对象测试需要的特殊功能单元。如当测试系统资源不能为被测对象提供适当的负载匹配时，专用适配器为被测对象提供此功能；当测试系统资源不能为被测对象提供适当的信号转换时，专用适配器为被测对象提供此功能。

3)专用适配器还设计有保护被测对象、测试系统资源及具有自我保护功能的单元电路。

3.2.2 专用适配器的结构特点

专用适配器在整体结构上采用模块化设计方案，各部件之间拆卸、维修方便，互换性强。其结构特点如下：

1)专用适配器的外形尺寸为406 mm × 165 mm × 152 mm(长 × 高 × 深)。由于专用适配器对外连接形式为快锁式悬臂梁结构，因此设计时要尽量减轻整个专用适配器的重量。

2)专用适配器中部箱体设计成铝合金框架形式，框架中部安装有导轨板，用于安装印制板模块。

3)专用适配器前面板上主要装有各类电连接器，用来连接被测对象。

4)VPC供体连接器外形为铝合金框架，上面安装有多组高频、低频电连接器，它通过快锁机构与测试系统接口机柜VPC受体连接，完成信号交换。

5)印制板模块上部安装有铝合金模块固定条，用来增强印制板强度。固定条上刻有印制板模块的名称、批号等识别信息。印制板模块两边安装有固定块，用来将印制板模块固定在箱体内部。

4 结束语

本文简略介绍了基于LXI总线，采用“测试系统+接口适配器”的模式进行设计，实现雷达各个组成部分技术参数自动化测试的工作原理，并较为详细地介绍了该设备的核心部分“测试系统”和“专用适配器”的功能及结构特点。

该设备在实际使用中表现出了良好的通用性和可扩展性，其成功研制较好地满足了目前测试和维修工作的需求。今后的工作是将该测试系统的理念和结构设计思想推广到其他种类雷达或其他系列化产品的领域中。需要指出的是，测试系统的通用化程度由被测对象的通用化程度决定，因此彻底改善测试系统通用性的根本途径是提高被测对象的通用化、模块化及标准化水平。

[1] 卢德辉，杨志谦，张勇波，等. 雷达组件故障检测多功能测试系统的结构设计[J].电子机械工程, 2013, 9(3): 17-20.

[2] 张开国，田蘅，张明灿，等. GB/T 19520 电子设备机械结构 482.6 mm(19 inch)系列机械结构尺寸[S]. 北京: 中国标准出版社, 2007.

[3] 邱成悌. 电子设备结构设计原理[M]. 南京: 南京大学出版社, 2001.

苏仁生(1958-)，男，工程师，主要从事雷达结构设计工作。

Design of Radar Automatic Detection Equipment

SU Ren-sheng

(GansuChangfengElectronicsTechnologyCo.,Ltd.,Lanzhou730070,China)

In this paper the work principle and the main structure characteristics of the radar automatic detection equipment are briefly introduced. The design core of the equipment is to take the computer as the master control center and to realize management and configuration of the test resource with LXI(LAN-based eXtensions for Instrumentation)bus. By replacing adapters with different interfaces, automatic test for the technical parameters of the radar subsystems can be completed. The detection equipment is characterized by generalization, combination, good expansion performance, rapid and visual detection, safety and so on. Its successful development provides an effective way for development of the automatic detection equipment of the similar product.

test system; LXI application; general interface

2015-01-16

TN876.7

A

1008-5300(2015)03-0035-03