基于PXI模塊化儀器和LabVIEW軟件 開發(fā)二次監(jiān)視雷達(dá)自動測試系統(tǒng)

　　挑戰(zhàn):

　　運(yùn)用PXI模塊化儀器和LabVIEW軟件開發(fā)二次監(jiān)視雷達(dá)自動測試系統(tǒng)。

　　解決方案:

　　通過使用NI PXI模塊化儀器和NI LabVIEW FPGA模塊，設(shè)計(jì)一種用戶自定義的且可擴(kuò)展的方案，以測試?yán)走_(dá)的全部功能。

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

　　SSR可以工作在多種模式，以獲取目標(biāo)的信息。系統(tǒng)通過雷達(dá)的雙向旋轉(zhuǎn)天線發(fā)射出1030MHZ的詢問脈沖信號。如果目標(biāo)發(fā)現(xiàn)了詢問脈沖，其異頻雷達(dá)收發(fā)機(jī)會返回1090MHz的幀脈沖。地面基站的雷達(dá)將產(chǎn)生詢問脈沖并要求目標(biāo)根據(jù)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。以詢問回答為依據(jù)，飛行器回復(fù)一個標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)答脈沖格式。系統(tǒng)便能以速度-距離關(guān)系、旋轉(zhuǎn)天線相對于北方或者前進(jìn)方向的位置為依據(jù)計(jì)算出目標(biāo)的距離和方位角。

　　當(dāng)今的雷達(dá)在配置到軍用航天設(shè)備或民用航天設(shè)備之前都需要通過嚴(yán)格的測試。我們基于NI PXI模塊化儀器開發(fā)出的自動測試系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)雷達(dá)的功能測試，該系統(tǒng)同時還可以測試接收器(RX)和發(fā)送器(TX)的物理參數(shù)，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(shù)。功能測試包括：目標(biāo)模擬器與雷達(dá)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(dá)掃描變換器顯示，以及局域網(wǎng)通信。來自于目標(biāo)和多目標(biāo)模擬器的返回脈沖，或是靜止的或沿著軌道運(yùn)動的。圖1為連接到SSR的自動測試系統(tǒng)的整體框圖。

　　系統(tǒng)概覽

　　我們開發(fā)的系統(tǒng)包含一個NI PXI-1042八槽機(jī)箱和一個NI PXI-8196嵌入式控制器。通過設(shè)置雷達(dá)工作在發(fā)送模式或接收模式，來實(shí)現(xiàn)發(fā)送器或者接收器功能;同時通過FPGA平臺產(chǎn)生和模擬外部的天線信號以及方位角計(jì)數(shù)脈沖。目標(biāo)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(tǒng)通過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(diào)信號。系統(tǒng)還可以通過NI PXI-5661矢量信號分析儀(VSA)獲得大功率傳輸?shù)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/RF">RF脈沖，以分析發(fā)送器的信號功率和脈沖參數(shù)。通過FPGA的數(shù)字信號輸入端口采集雷達(dá)處理單元所產(chǎn)生的合成TTL視頻數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)被用于雷達(dá)掃描變換器以便在極坐標(biāo)上顯示目標(biāo)的距離、方位、信息碼，高度和國家代碼。圖2展示了連接到SSR上的自動測試系統(tǒng)的細(xì)節(jié)原理圖。