相控陣雷達天線近場多任務測試系統設計方法論文

【摘要】針對相控陣雷達天線近場多任務測試系統設計問題，從系統設計的功能需求進行分析，設計系統層次架構與功能模組等，進而構建多任務測試系統，以提高天線近場測試效率。

【關鍵詞】相控陣雷達;天線;多任務;測試系統;設計方法

近場天線測試系統作爲相控陣雷達天線性能測試的主要手段，該系統隨着相控陣天線技術的完善，其測試效率也不斷提升。基於應用需求，近場天線測試系統實現多任務測試是發展的主要趨勢，目前該系統也已經被廣泛的推廣應用。

一、相控陣雷達天線概述

相控陣雷達包括有源電子掃描陣列雷達、無源電子掃描陣列雷達，其主要是透過改變天線表面的陣列波束合成形式，進而改變波束掃描方向的雷達。此類型的雷達天線的偵測範圍較爲廣泛，利用電子掃描，能夠快速的改變波束方向，精準的測量目標信號。

二、近場天線測試系統建設功能需求分析

近場天線測試系統設計，需要做好軟件需求分析，此係統功能需求如下：1）要能夠滿足全測試周期可配置，以及軟件通用化需求。此功能需求的實現，責任需要構建衆多數據源輸入接口，配置通信協議以及軟件介面等，面向各類相控陣天線測試，進而達到通用化需求目標。2）實現多任務測試。相控陣雷達天線的不斷髮展，使得傳統的單任務測試方法，已經難以滿足天線測試需求，基於此進行多任務測試方法設計，在測試探頭單獨掃描條件下，採取高密度測試方法，即多個頻率與波束等，實現高效測試。

三、相控陣雷達天線近場多任務測試系統設計方法

多任務測試系統主要是利用軟件，進行測試參數預設，包括測試頻率、波束角度、掃描架運用範圍等。利用數據處理軟件，進行分解轉換測試，計算各採樣點數據，獲取天線方向圖性能參數，最後顯示圖像。3.1架構設計方法相控陣雷達天線近場多任務測試系統架構設計，其是基於構件化設計思想，利用軟件構成元素，由標準接口負責提供特定服務，以支援系統開發。系統架構中的構件庫，主要分爲數據採集類、三維掃描控制補償類、方向圖與數據處理類，構件存在形式爲COM、dll等，使用構件管理工具，則能夠進行動態加載與管理，進而在系統開發過程中，進行構件註冊與複製，實現版本控制。利用GetTypes靜態方法，來獲取Assembly內的構件類型，判斷構件類型，看其是否爲構件接口所派生的，若是則運用Activator動態方法，即CreateInstan函數，來獲取構件，實現動態加載[1]。3.2多任務設計方法相控陣雷達天線近場多任務測試系統設計時，需要進行多任務設計。相控陣天線的各波束狀態，主要是天線波控分系統控制，天線接收波控指令包，由波控分系統進行分解處理，對天線上的波束掃描進行控制。近場天線多任務測試設計，其核心思想是實現天線實時掃面測試，同時控制天線頻率與波束等的切換，進而實現實時同步切換。多任務測試系統執行的過程中會產生大量的數據，因此爲了避免數據訪問衝突，則採取創建多線程的方法，進行數據處理，將其分爲數據處理與顯示型、接收機測試型、伺服控制型線程。線程創建後，將會獨立執行，各線程將會在其自身的時間段內，使用CPU，實現輪流執行與併發執行。3.3系統接口設計方法相控陣雷達天線近場多任務測試系統功能實現，數據源要與數據服務層實現交互，同時還需要確保數據服務層和客戶端實現交互。天線近場測試系統主要是利用數據源插件，來封裝底層API驅動或者通訊協議，基於標準函數，形成動態連結庫，以實現測試的實時性。系統數據服務層的功能爲插件容器，當系統執行時能夠實現快速配置查找，動態的將插件放入系統構架中，或者從構架中取出，實現系統功能配置。利用TCP網絡通信，實現數據服務層和客戶端的資訊交互，用戶可以登入賬號，透過身份驗證後，完成介面檔案下載，由客戶端負責發送TCP連接請求，基於通訊協議，進而實現交互。3.4控制器設計相控陣雷達天線近場多任務測試系統控制器設計，主要包括雷控信號仿真電路、GPIB接口電路、信號轉換電路與電源等。系統執行前，控制器透過GPIB接口電路，來接收系統中心的指令，記錄測試所需要的頻率碼與波位碼等，將其傳送給雷控信號仿真電路，基於定時協議，實現解碼與快取。開始測試後，信號電路接收外觸發信號，基於各測試點，將雷控與定時信號傳送給天線，實現波位切換，同時而仿真電路能夠和雷控信號、定時信號協調發出信號。最後協調控制天線測試所需要的各種信號，實現多任務測試[2]。3.3結束語相控陣雷達天線近場多任務測試系統設計，需要合理設計系統架構，以及多任務測試功能、接口設計等，以確保系統能夠實現多任務測試與可拓展性，提高天線測試的效率。

參考文獻

[1]樊會濤,閆俊.相控陣制導技術發展現狀及展望[J].航空學報,2015（09）:2807-2814.

[2]金林,劉小飛,李斌,劉明罡,高暉.微波新技術在現代相控陣雷達中的應用與發展[J].微波學報,2013（Z1）:8-16.