某型机载超短波抗干扰电台自动测试系统的设计

1 被测对象分析
被检测电台是一种具有多种抗干扰能力的新型宽 频段机载超短波抗干扰电台 ,可进行空对空 、空对地 、
收稿日期 : 2005 - 08 - 09 作者简介 :邢钰 (1976—) ,女 ,山东烟台人 ,在读硕士 ,主要从事 机载设备自动测试的研究 ;王公浩 ( 1966—) ,男 ,山东新泰人 , 硕士 ,副教授 ,主要研究方向为机载通信设备抗干扰 、机载设备 自动测试等 ;谢振华 ( 1965—) ,男 ,四川仪陇人 ,博士 ,副教授 , 硕士生导师 ,主要研究方向为航空反潜 、航空火力控制系统及 其应用 、航空机械电子自动检测 。
某型机载超短波抗干扰电台自动测于过程控制 、设备通过 /失 败测试和开 /关控制 。最大开关电压为 110 VDC 250 VAC rm s;最大开关电流为 5 A (每通道 ) 。
⑦大 功 率 程 控 直 流 电 源 : 使 用 的 是 Agilent 的 HP6673A ,它可提供 0～35 V 直流电压 ,具有过压和过 流保护功能 ,对输出电压与输出电流可模拟编程 。额 定输出 :输出电压 0～35 V;输出电流 0～60 A;编程精 度 :电压为 35 mV ,电流为 40 mA;编程输出电压响应 时间为 130 m s。
电台分为 2个 LRU ,分别是控制盒和收发信机 。 (1)控制盒测试项目 。 ①照明测试 ; ②电源开关 测试 ; ③单音按钮测试 ; ④频率置定开关测试 ; ⑤波道 选择开关测试 ; ⑥频率预置存储测试 。 (2)收发机测试项目 。 ①发射机输出功率 (分别 测试在调幅 、调频 、直扩 、扩跳 、跳频模式下的输出功 率 ) ; ②发射机频率准确度 ; ③发射机调幅特性 ; ④发 射机调频特性 ; ⑤发射机单音调制 ; ⑥发射机自听电 压 ; ⑦主 /救生接收机灵敏度 (分别测试在调幅 、调频 、 直扩 、扩跳 、跳频模式下的接收灵敏度 ) ; ⑧接收机静 噪测试 ; ⑨主 /救生接收机音频输出 ,音频失真度测试 ; ⑩接收机选择性测试 ; λϖ 直扩模式下的话音码速率 、抗 干扰容限测试 ; λω扩跳模式下的跳频图案 、跳速 、扩跳
(3)阵列接口 。 阵列接口是信号输入输出的通道 ,是测试系统与 适配器的连接界面 。阵列接口符合 AR INC608A 的测 试标准 。 (4)接口适配器的设计 。 接口适配器 ( TUA )是被测电台和自动测试系统 之间的电气 、机械连接装置 ,对被测电台实施激励 、采 集信号 、实现信号匹配 。 测试系统中有一个信号转接中枢 ,集中管理全系 统的激励和测试信号的输入和输出 。信号转接中枢与 接口适配 器之 间采 用满足 AR INC608A 结构 标准 的 ICA 2ITA 阵列接口结构 。 TUA 阵列接口与系统阵列接 口的各信号通道严格对应 。测试资源与 ICA 相连 , ITA 固定在测试接口适配器上 ,通过 ICA 2ITA 实现测 试接口适配器与测试资源的连接 。被测电台不直接与 ICA相连 ,而连接到接口适配器上 。这样 ,将各种信号 按类别不同分开转接 ,有效地解决了信号转换控制 、电 磁兼容性和安全性的问题 。 电台适配器中转接的信号有射频信号 、低频信号 、 直流信号 、交流信号和数字信号 。 适配器与被测试电台之间采用电缆连接 ,在接口 适配器上要采取防差错设计 。接口适配器上有自己的 身份识别 ,如适配器的识别电阻 , ATE 系统通过检查 适配器的身份识别来确定适配器是否连接正确 。 图 2为 TUA 简单测试原理图 (为简单说明原理起 见 ,只给出了 TUA 中较关键的部分 ,而且仅考虑信号 的走向 ) 。 跳 /扩频信号模拟器 、宽带程控功率计和无线电综 合测试仪分别通过高频同轴线和射频开关级联到电台 的射频端 。射频开关的通断由测试程序控制 。 例如在抗干扰发送模式下电台发射功率的测试 , 此时 ,测控计算机选通射频开关矩阵的出入口 ,功率信 号经过 30 dB 的固定衰减器后进入宽带功率计 ,测试 结果通过总线进入测控计算机 ,然后与经过修正的 30 dB 衰减补偿后送入显示器显示并将结果存入数据库 。 又例如在抗干扰接收模式下电台灵敏度的测试 , 被测电台与无线电综合测试仪相连 ,将无线电综合测 试仪设置到“接收机测试页 ”,设置与被测电台频率表
针对某型飞机都要安装新型的机载超短波抗干扰 电台的情况 ,为了提高该型电台的维修质量和效率 ,研 制了机载超短波抗干扰电台自动测试系统 。本系统采 用基于 C语言的面向信号的自动测试系统软件 ,用模 块化设计的方法 ,使测试程序具有较好的通用性 、可读 性 、正确性和可重用性 。采用模糊化神经网络的智能 推理设计 ,大大提高了故障诊断的科学性 、准确性 。由 于采用了先进的自动测试技术 ,系统在测试过程中的 电源加载 、连接切换 、信号源加载及调整 、测量仪器加 载及测量结果读取均自动完成 。
空对海之间的调幅 (AM )和调频 ( FM )通信 ,明 、密话 通信以及直扩 、扩跳 、跳频话音通信 。该新型电台中的 扩频系统使该电台具有很强的抗干扰能力 ,低截获概 率 ,能适应恶劣自然环境及严酷电子环境 。但扩频通 信是一种伪噪声编码通信 ,它与常规通信不同 :信号占 有的频带宽度远大于传输信息所必需的最小带宽 ;采 用扩频码序列调制的方式来展宽信号频谱 ,在接收端 用相关解调来解扩 。以上特点给该电台的自动测试设 备提出了更高的要求 。
D esign of an Automa tic Test System for A irborne Ultra short W ave An ti2In terference Tran sce iver
X ING Yu1 , WAN G Gong2hao2, X IE Zhen2hua2
(1. Graduate Regiment, Naval Aeronautical Engineering Academy, Yantai 264001, China; 2. Q ingdao B ranch, Naval Aeronautical Engineering Academy, Q ingdao 266041, China)
Abstract: The design of an automatic test system (ATS) for certain airborne ultrashort wave anti2interference transceiver is introduced. App lying signal2oriented C language based software of ATS, integrating some meas2 urem ent resources such as the radio test, the (DS and FH ) signal simulation and the w ide2band power m eter etc. , the automatic test of this transceiver is realized. Key words: airborne transceiver; sp read spectrum comm unication; automatic test system
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《测控技术 》2006年第 25卷第 3期
带宽 、话音码速率 、抗干扰容限测试 ; λξ跳频模式下跳 速 、跳频带宽 、跳频频率数 、初始同步时间和话音码速 率测试等 。
系统的测试项目包括常规项目和抗干扰项目 。抗 干扰项目指在直扩 /扩跳 /跳频模式下的测试项目 ,其 余为常规项目 。因抗干扰项目中的测试参数国家未制 定相应标准 ,以及由于属于厂家商业机密 ,无从得知跳 频图案的问题 ,并考虑到如果在抗干扰模式下 ,其电台 的发射功率和接收灵敏度均符合性能指标 ,则可以认 为电台的扩频系统是正常的 ,所以在抗干扰项目中主 要测试在直扩 /扩跳 /跳频模式下 ,电台发射功率和电 台接收灵敏度 。其余参数在条件允许时再进行测试 。
图 1 某型电台自动测试系统结构示意图
各组成单元通过总线有机地连接在一起 ,由系统 软件统一调度和控制 ,自动完成对被检电台的测试 。
(1)测控计算机 。 测试控制计算机是系统的测试 、控制中心 ,与系统 软件一起实现以下功能 :主机系统资源的管理 ;测试资 源的管理和调度 ;接口适配器的识别 ;测试信号的产生 和数据采集 ; 测试数据的分析与管理 ; 测试结果的记 录 、存储和打印 ;系统防差错 。 它采用的配置 : 处理器 INTEL 奔腾四代 、主频 1 GHz以上 ;内存 256 MB;硬盘 50 GB ×2等 。它分别通 过 VX I 总 线 控 制 器 VX I2PC I8015 和 GP IB 接 口 卡 P82350A 控制 VX I模块和 GP IB 仪器 。 (2)测试资源 。 采取怎样的测试方法 ,采用什么样的测试资源来 完成对电台的测试是首要解决的问题 。既要考虑到所 测信号的频率范围 、功率电平 、信号的频谱功率总量 , 以及所要求的测量精度等要求 ,又要考虑到留有一定 的测试余量 ,合适的价格性能比 ,以及所选资源使测试 简单易行 ,满足测试需求 。 测试资源主要有 VX I和 GP IB 两类 。VX I模块仪 器有 :零槽控制器 、PC I2MX I22总线控制器 、64 ×4矩阵 开关 、通用开关 、高频开关 、程控电阻 、串行总线控制器 等 。 GP IB 仪器有 :交流电源 、大功率程控直流电源 、程 控直流电源 、宽带功率计 、数字万用表 、跳扩频信号模 拟器 。其主要测试资源功能及指标如下 。 ①数字多用表 :可完成电压 、电流 、电阻等 12项测 量功能 ,使用的是 Agilent公司的 34401A 数字多用表 。 其直流电压测试精度为 0. 000 01V。 ②无线电综合测试仪 : 使用的是 Agilent公司的 2965A 无线电综合测试仪 ,组合了无线电测试所需的 仪器 ,有全扫宽频谱分析仪 , 内置跟踪信号发生器 、 FFT分析仪 (用于音频和调制信号分析 ) 、500 kHz数 字存储示波器 ,可从 1 mW ～150 W 进行高精度宽带精 度测量 。 ③跳扩频信号模拟器 :主要提供跳频 /直扩 /扩跳 超短波信号激励 ,该激励同被测电台要求的参数一致 , 如跳频图案 、跳速等 。 ④宽带程控功率计主要测量跳频 /直扩 /扩跳超短 波信号的功率 ,使用的是 Agilent公司的 E4418B 宽带 程控功率计 。 ⑤射频开关 :使用的是 VX IT的 SM P6101,它是一 个为高保真频率 (可高达 1. 3 GHz)的 RF开关应用而 设计的 RF开关模块 ,通过应用带宽超过 2. 0 GHz的 RF继电器 ,连同从连接器直接到继电器的短 、低损失 的同轴来保持优秀的色度亮度干扰和绝缘 。最大开关 电压为 100 VAC,最大开关电流为 0. 5 A ,通道阻抗为 < 1Ω ,带宽 ( - 3 dB ) > 1. 3 MHz,开关时间 < 5 m s。 ⑥通用开关 :使用的是 VX IT的 SM P5004 开关模 块 ,它是一个 30 通道 、5 A 单刀双掷综合用途继电器