相控阵雷达天线近场多任务测试系统设计方法论文

时间:2021-08-31

相控阵雷达天线近场多任务测试系统设计方法论文

  【摘要】针对相控阵雷达天线近场多任务测试系统设计问题,从系统设计的功能需求进行分析,设计系统层次架构与功能模块等,进而构建多任务测试系统,以提高天线近场测试效率。

  【关键词】相控阵雷达;天线;多任务;测试系统;设计方法

  近场天线测试系统作为相控阵雷达天线性能测试的主要手段,该系统随着相控阵天线技术的完善,其测试效率也不断提升。基于应用需求,近场天线测试系统实现多任务测试是发展的主要趋势,目前该系统也已经被广泛的推广应用。

  一、相控阵雷达天线概述

  相控阵雷达包括有源电子扫描阵列雷达、无源电子扫描阵列雷达,其主要是通过改变天线表面的阵列波束合成形式,进而改变波束扫描方向的雷达。此类型的雷达天线的侦测范围较为广泛,利用电子扫描,能够快速的改变波束方向,精准的测量目标信号。

  二、近场天线测试系统建设功能需求分析

  近场天线测试系统设计,需要做好软件需求分析,此系统功能需求如下:1)要能够满足全测试周期可配置,以及软件通用化需求。此功能需求的实现,责任需要构建众多数据源输入接口,配置通信协议以及软件界面等,面向各类相控阵天线测试,进而达到通用化需求目标。2)实现多任务测试。相控阵雷达天线的不断发展,使得传统的单任务测试方法,已经难以满足天线测试需求,基于此进行多任务测试方法设计,在测试探头单独扫描条件下,采取高密度测试方法,即多个频率与波束等,实现高效测试。

  三、相控阵雷达天线近场多任务测试系统设计方法

  多任务测试系统主要是利用软件,进行测试参数预设,包括测试频率、波束角度、扫描架运用范围等。利用数据处理软件,进行分解转换测试,计算各采样点数据,获取天线方向图性能参数,最后显示图像。3.1架构设计方法相控阵雷达天线近场多任务测试系统架构设计,其是基于构件化设计思想,利用软件构成元素,由标准接口负责提供特定服务,以支持系统开发。系统架构中的构件库,主要分为数据采集类、三维扫描控制补偿类、方向图与数据处理类,构件存在形式为COM、dll等,使用构件管理工具,则能够进行动态加载与管理,进而在系统开发过程中,进行构件注册与复制,实现版本控制。利用GetTypes静态方法,来获取Assembly内的构件类型,判断构件类型,看其是否为构件接口所派生的,若是则运用Activator动态方法,即CreateInstan函数,来获取构件,实现动态加载[1]。3.2多任务设计方法相控阵雷达天线近场多任务测试系统设计时,需要进行多任务设计。相控阵天线的各波束状态,主要是天线波控分系统控制,天线接收波控指令包,由波控分系统进行分解处理,对天线上的波束扫描进行控制。近场天线多任务测试设计,其核心思想是实现天线实时扫面测试,同时控制天线频率与波束等的切换,进而实现实时同步切换。多任务测试系统运行的.过程中会产生大量的数据,因此为了避免数据访问冲突,则采取创建多线程的方法,进行数据处理,将其分为数据处理与显示型、接收机测试型、伺服控制型线程。线程创建后,将会独立运行,各线程将会在其自身的时间段内,使用CPU,实现轮流执行与并发执行。3.3系统接口设计方法相控阵雷达天线近场多任务测试系统功能实现,数据源要与数据服务层实现交互,同时还需要确保数据服务层和客户端实现交互。天线近场测试系统主要是利用数据源插件,来封装底层API驱动或者通讯协议,基于标准函数,形成动态链接库,以实现测试的实时性。系统数据服务层的功能为插件容器,当系统运行时能够实现快速配置查找,动态的将插件放入系统构架中,或者从构架中取出,实现系统功能配置。利用TCP网络通信,实现数据服务层和客户端的信息交互,用户可以登录账号,通过身份验证后,完成界面文件下载,由客户端负责发送TCP连接请求,基于通讯协议,进而实现交互。3.4控制器设计相控阵雷达天线近场多任务测试系统控制器设计,主要包括雷控信号仿真电路、GPIB接口电路、信号转换电路与电源等。系统运行前,控制器通过GPIB接口电路,来接收系统中心的指令,记录测试所需要的频率码与波位码等,将其传送给雷控信号仿真电路,基于定时协议,实现解码与缓存。开始测试后,信号电路接收外触发信号,基于各测试点,将雷控与定时信号传送给天线,实现波位切换,同时而仿真电路能够和雷控信号、定时信号协调发出信号。最后协调控制天线测试所需要的各种信号,实现多任务测试[2]。3.3结束语相控阵雷达天线近场多任务测试系统设计,需要合理设计系统架构,以及多任务测试功能、接口设计等,以确保系统能够实现多任务测试与可拓展性,提高天线测试的效率。

  参考文献

  [1]樊会涛,闫俊.相控阵制导技术发展现状及展望[J].航空学报,2015(09):2807-2814.

  [2]金林,刘小飞,李斌,刘明罡,高晖.微波新技术在现代相控阵雷达中的应用与发展[J].微波学报,2013(Z1):8-16.

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