某型飞机TR组件测试研究

田增　王高社

摘 要：本文针对某型飞机的T/R组件，对其中发射通道和接收通道进行测试，将故障定位隔离修理，以达到精修深修的目的。

关键词：T/R组件；GPIB；PCI

中图分类号：TP336 文献标识码：A

1.概述

实现有源相控阵雷达的关键在于其有源相控阵列天线，而T/R组件是相控阵列天线最关键的部件。一个T/R组件相当于雷达的射频前端，集高频、低频、大信号、小信号、数字与模拟为一体的设备。高功率、高精度、体积小、重量轻、成本低廉、制造工艺简单，适合批量生产是机载相控阵雷达对T/R组件的最根本的要求。

2. T/R组件的基本结构

T/R组件主要由功放、低噪声放大、移相器、转换开关等部分组成，原理框图如图1所示。

3.测试系统构成

3.1 测试系统的硬件构成

T/R组件测试系统的硬件主要是由矢量网络分析仪、脉冲信号源、噪声测试仪、功率计、直流电源、测试适配器和控制计算机等组成。其组成框图如图2所示。矢量网络分析仪对T/R组件的接收通道增益、相位、移相特性、衰减特性、开关隔离度，发射通道移相特性等指标的测试；噪声测试仪主要完成T/R组件接收通道道的噪声系统测试；脉冲信号源主要为发射通道测试时T/R组件与测试仪表之间的同步；功率计主要完成T/R组件的发射通道功率和顶降等指标的测试；控制器通过PCI总线在计算机控制下发出相应的控制信号来现T/R组件工作状态、衰减器的衰减量和移相器的相移量设置，完成相应指标的测试。

微波高功率条件下的测试是本系统中需要解决的关键技术之一。T/R组件的输入需要将近1dB左右的激励功率，为实现测试，可在信号源和被测件之间插入放大器。同时，为保护放大器必须在放大器输出端连接性能良好的隔离器。为测试输入端口的驻波，采用双定向耦合器的方案，校准时采用短路器和开路器进行。T/RU的输出功率有几百瓦，远超过测试仪器所能承受的范围，可以先用温度系数较好的大功率衰减器进行衰减再进行测试。大功率衰减器需要保持良好的通风。

3.1.1 发射通道指标测试

T/R组件发射通道测试指标主要有发射通道功率、发射通道顶降，发射通道初相和移相精度等。T/R组件发射通道功率和顶降/初相和移相精度测试测试框图如图3所示。

3.1.2 接收通道指标测试

T/R组件接收通道主要测试接收通道增益、初相、移相特性、衰减特性、开关隔离度、噪声系数等技术指标。

T/R组件接收通道测试框图如图4所示。

3.2 测试系统软件方案

硬件系统确定后，就可以通过软件实现各种测试功能，众所周知，软件在自动测试系统中占有很重要的位置。在T/R修理测试过程中，自动测试软件是实现维修测试整个过程中指挥控制的灵魂，它通过仪表的GPIB接口、PCI总线等，对系统进行初始化，发出各种仪表、T/R组件状态控制等操作命令，同时接收系统中各个仪表的返回信息，并对相关数据进行处理，从而快速地完成T/R组件的自动测试，显示并保存测试结果。自动测试软件框架，如图5所示。

操作系统：Windows XP；

软件平台：VB6.0；

数据库平台：Excel 2003；

测试结果输出形式：Excel 2003。

3.2.1 T/R组件测试流程设计

T/R组件自动测试具体流程如图6所示。所有的测试项目均分步骤测试，根据需要操作选择所需的测试项目，同时测试过程可随时终止，可变更参数对被测件进行设置，实现有针对性的测试。

3.2.2 软件实现

（1）仪表控制

本系统使用的是Agilent公司的GPIB卡实现通信，在VB编程环境中，通过调用GPIB32.dll动态连接库使用其内部函数完成通信。GPIB主要函数详细说明如下：

Send（Board_Index，evice_Address，Data_Buffer，Byte_Count，EOT_Mode）

用途：向仪器写数据。

（2）数据采集

本系统选用研华公司产的PCI-1751数据采集卡。PCI-1751为48路的数字I/O模块，其输出TTL电平，为了使用方便，48路信号分为6组，每组8路。它有自己的驱动程序和说明书，软件控制参考驱动程序。

4.测试误差修正技术

T/R组件测试利用信号转接中枢实现被测件与多种测试仪器连接，但由于在微波通路采用了电缆、转接器、微波开关和放大器等部件，带来了测量仪器端口与被测件间的失配与插损。测试误差的引入影响到对被测模块各项性能的评估，会造成误判，因此必须采用合理的校准方法和误差修正技术。在测试系统存在的各类参数测试误差，分析其来源，建立数学模型，改进传统的系统校准方法，修正系统误差，减小随机误差，达到测试结果的真实可靠。

对功率测量修正时，主要需考虑系统损耗、功率计的线性、相关器件的温度特性、不同的被测件端口驻波以及其他影响功率测试的因素，可通过大功率测试试验验证及不确定度分析，解决在不同功率不同匹配条件下大功率测试难题，分析现有测试方法产生测试误差的原因，为改进大功率测试方法和误差修正提供依据，建立数学模型，确定可信的校准方法，对测试结果进行软件修正，提高微波功率模块绝对功率测试的可信度，达到正确测量的目的。

结语

本文主要探讨了T/R组件在修理过程中自动测试的方法，该测试系统也在实际修理中得到应用，能将故障定位到器件级，提高了故障排除率，系统运行稳定，方案设计合理，而且可靠，实用性强，测试效率高。

参考文献

[1]张光义，赵玉洁.相控阵雷达技术[M].北京：电子工业出版社，2006.