基于PXI模塊化儀器和LabVIEW軟件 開(kāi)發(fā)二次監視雷達自動(dòng)測試系統

　　挑戰:

　　運用PXI模塊化儀器和LabVIEW軟件開(kāi)發(fā)二次監視雷達自動(dòng)測試系統。

　　解決方案:

　　通過(guò)使用NI PXI模塊化儀器和NI LabVIEW FPGA模塊，設計一種用戶(hù)自定義的且可擴展的方案，以測試雷達的全部功能。

　　與主雷達不同，二次監視雷達(SSR)可以通過(guò)建立雙向通信連接，收集包括身份、高度、國家代碼等信息，以計算出目標飛行器的距離和方位角。SSR被工程師應用于軍用航空和民用航空中，前者通常包括一個(gè)敵友鑒別系統。

　　SSR可以工作在多種模式，以獲取目標的信息。系統通過(guò)雷達的雙向旋轉天線(xiàn)發(fā)射出1030MHZ的詢(xún)問(wèn)脈沖信號。如果目標發(fā)現了詢(xún)問(wèn)脈沖，其異頻雷達收發(fā)機會(huì )返回1090MHz的幀脈沖。地面基站的雷達將產(chǎn)生詢(xún)問(wèn)脈沖并要求目標根據模式A/3A、模式C或模式S返回諸如身份、高度、國家代碼等信息。以詢(xún)問(wèn)回答為依據，飛行器回復一個(gè)標準的應答脈沖格式。系統便能以速度-距離關(guān)系、旋轉天線(xiàn)相對于北方或者前進(jìn)方向的位置為依據計算出目標的距離和方位角。

　　當今的雷達在配置到軍用航天設備或民用航天設備之前都需要通過(guò)嚴格的測試。我們基于NI PXI模塊化儀器開(kāi)發(fā)出的自動(dòng)測試系統以實(shí)現雷達的功能測試，該系統同時(shí)還可以測試接收器(RX)和發(fā)送器(TX)的物理參數，包括：接收器帶寬、接收器靈敏度、發(fā)送器功率、發(fā)送器脈沖等參數。功能測試包括：目標模擬器與雷達間以1090MHz頻率通信、視頻信號檢測、基于合成的TTL邏輯視頻信號的雷達掃描變換器顯示，以及局域網(wǎng)通信。來(lái)自于目標和多目標模擬器的返回脈沖，或是靜止的或沿著(zhù)軌道運動(dòng)的。圖1為連接到SSR的自動(dòng)測試系統的整體框圖。

　　系統概覽

　　我們開(kāi)發(fā)的系統包含一個(gè)NI PXI-1042八槽機箱和一個(gè)NI PXI-8196嵌入式控制器。通過(guò)設置雷達工作在發(fā)送模式或接收模式，來(lái)實(shí)現發(fā)送器或者接收器功能;同時(shí)通過(guò)FPGA平臺產(chǎn)生和模擬外部的天線(xiàn)信號以及方位角計數脈沖。目標返回脈沖由NI PXI-5671矢量信號發(fā)生器(VSG)產(chǎn)生，脈沖頻率為1090MHz。系統通過(guò)用于接收器功能測試的示波器板卡從接受器獲得視頻解調信號。系統還可以通過(guò)NI PXI-5661矢量信號分析儀(VSA)獲得大功率傳輸的RF脈沖，以分析發(fā)送器的信號功率和脈沖參數。通過(guò)FPGA的數字信號輸入端口采集雷達處理單元所產(chǎn)生的合成TTL視頻數據，這些數據被用于雷達掃描變換器以便在極坐標上顯示目標的距離、方位、信息碼，高度和國家代碼。圖2展示了連接到SSR上的自動(dòng)測試系統的細節原理圖。