TR模块通用自动测试系统

朱艳萍

【摘 要】TR模块待测数据量和需处理数据量大，控制信号复杂，需要建立自动测试系统。本文首先介绍TR组件的工作原理，介绍了TR组件在系统中的位置和结构原理图，然后介绍了基于VB的TR模块通用自动测试系统的设计和研究，以及该测试系统的软件和硬件组成，可以测试的接收通道和发射通道指标，以及每个指标的测试框图。通过实际示例，着重讲述了如何对测试系统进行软件的参数配置，控制信号的产生和测试数据的处理。

【关键词】TR；自动测试系统；VB

【Abstract】The data of the TR module to be measured and need to be handled is large. The control signal is complex， the automatic test system need to be established. This paper first introduces the work principle of TR module， introduces the position and structure of TR components in the system， and then introduces the design and research of TR module general automatic test system based on VB， and the software and hardware of the testing system. Through the practical example， the paper focuses on how to configure the parameters of the test system， control the generation of the signal and the processing of the test data.

【Key words】TR； Automatic test system； VB

0 引言

为了提高分辨率和多目标检测，现在雷达往往采用有源相控阵雷达（Active Phased Arary Radar，APAR）。有源相控阵雷达外部为天线阵列，内部的每个阵列单元可以独立完成信号的放大移相等功能，射频信号经天线发射，所合成的波束就可以朝指定方向进行电子扫描，完成雷达的搜索、跟踪和测量任务[1]。而完成每一个辐射单元的信号发射和回波信号接收的单元叫做TR（Transmit and Receive）组件。

有源相控阵雷达中的每个天线单元上均有一个TR组件，一个TR组件就是一个雷达的发射/接收前端[2]。组件中的发射信号功率放大器和噪声接收放大器均与天线辐射单元直接相连。每个有源相控阵雷达由成千上万个T/R组件组成，TR组件在批量生产时数量大，需要测试指标多，要处理的数据量大，同时组件控制信号繁杂，急需建立T/R自动测试系统。由于TR测试所需的仪表类型和种类众多，且在各个项目间相互调动，因此建立T/R模块通用测试系统意义很重大。

1 T/R组件工作原理

TR组件位于天线和信号/分解网络之间，其主要功能是根据外部控制信号对微波信号进行放大、移相和衰减[3]。TR组件的内部结构图如图1所示。这些经处理后的微波信号经各自天线单元发射后，在辐射空间内合成为定向波束，从而实现雷达的电子扫描功能[4]。

2 测试系统构成

2.1 硬件构成

TR组件通用自动测试系统的硬件组成如图2所示。TR组件根据信号传输路径的不同分为接收通道和发射通道，不同的信号传输路径测试方法和步骤不同。

2.1.1 接收通道传输特性测试

T/R组件接收通道传输特性包括接收增益、增益温度稳定度、增益一致性、增益带内平坦度、接收输入1dB压缩点、输入输出驻波比等技术指标，T/R组件接收通道传输特性测试框图如图3所示：

2.1.2 发射通道传输特性测试

T/R组件发射通道传输特性包括发射相位一致性、非线性相位误差、发射态移相性能等指标，其传输特性测试框图如图4所示：

2.2 软件构成

TR组件自动测试系统编程环境主要有Visual Basic for Windows、Visual C++for Windows、Microsoft Visual Stdio 2008，LabVIEW等。本论文主要讨论采用图形化编程语言Visual Basic for Windows开发TR组件通用测试系统的原理和方法。

2.2.1 仪表控制

TR组件通用自动测试系统对仪表的控制有三种形式：

（1）交换机+网线模式

（2）路由器+GPIB电缆模式

（3）GPIB接口卡+GPIB电缆模式

2.2.2 软件设计

打开自动测试程序，首先会弹出如图5所示的系统设置界面。

在该界面中，测试者可以设置测试仪表的型号和地址，选择该TR组件所用的移相器是标准移相器还是时延线。每个移相器都有64态测量模式和基态测量模式可供选择。移相精度和衰减精度的计算方法有均方根法和绝对误差法两种。当前测试文件在矢网中的保存路径是当前测试所调用的测试文件在矢网中的保存路径。当更改测试的文件时，只需要在相应的空白处修改文件的路径即可。

点击生成文件菜单，会弹出图6所示的文件配置界面。

在该界面中，测试者可以设置该TR组件测试的起始、终止频率、测量点数、矢网的中频带宽和组件的有效观察频率段。根据测试需要，发射指标可以用连续波矢网测量，也可以用脉冲矢网测量，当用脉冲矢网测量时，需要对测试脉冲的参数进行设置。点击生成文件按钮，即可通过GPIB接口卡控制矢网，在矢网中生成相应的测试文件，极大地满足了测试者的测试需求。

3 测试结果处理

针对TR组件测试指标多，测试数据大的难题，我们利用Microsoft office web components中的spreadsheet控件，来实现对数据的读取、保存和打印。

为了方便测试者将测试数据与指标进行对比，能即时的发现TR组件的测试异常数据，本软件还增加了图形绘制功能，利用ChartSpace控件生成接收/发射指标移相误差曲线、接收/发射寄生调幅曲线图、接收寄生调相曲线图、接收衰减精度曲线和移相精度曲线。

4 结束语

本文所研究的TR模块通用自动测试系统，测试方便、功能强大，界面友好，极大地提高了测试效率，节省了多TR组件之间测试的兼容问题，节约了大量的工作量，在我所科研生产中扮演者重要的角色。但是该软件与其他软件的相互兼容和调用问题，还需要进一步的研究。

【参考文献】

[1]朱庆明.数字阵列雷达述评[J].雷达科学与技术，2004（3）：137-141.

[2]吴曼青，靳学明，谭剑美.相控阵雷达数字T/R组件的研究[J].现代雷达，2001（2）：57-60.

[3]王冰，靳学明，韩华.DBF体制雷达中多通道数字中频接收机设计[J].现代雷达，2003，12：48-49.

[4]吴侠义，倪江.一种基于GPIB总线的TR组件测试系统的设计[J].计算机测量与控制，2007.15（5）.

[责任编辑：王楠]