基于PXI模块化仪器和LabVIEW软件，开发二次监视雷达自动测试系统

模拟出静态或者沿着轨迹运动的多目标的不同方位角与距离，并且在扫描转换应用程序上显示异频雷达收发器的方位角与距离。

　　目标仿真

　　我们可以通过目标仿真对RX进行功能测试，这一过程会用到基于同步信号的矢量信号发生器。在这种情况下，ATE（自动测试设备）将会充当来自于天线的目标信号发生器。每一次询问都会通过连接到矢量信号发生器触发端和FPGA上的触发脉冲同步。用户可以通过配置距离与方位角等信息对目标进行仿真。当目标准备好仿真后，一旦方位角计数器数据到达FPGA，并且雷达已获得下一个同步触发信号之后，矢量信号发生器便会生成目标的应答RF脉冲。用户可以选择设定应答的编码与模式，在指定的距离和方位角下便会产生遵循一定模式的脉冲，目标物体可以被仿真为静态运动和沿着轨迹运动。用户可以配置不同轨迹的移动路线。系统可以在同一个矢量信号发生器中仿真出不同距离与方位角的多目标。根据用户的要求，将不同的编码模式应用于不同的应答脉冲，应答脉冲是宽度450ns、间隔1us的脉冲序列。每一个目标的应答帧的结构，都是在序列的开始与结尾有F1和F2脉冲，每一个应答帧结构中脉冲的个数是由GUI中选定的询问模式所决定。每一个同步脉冲根据选择的询问模式可以有不同模式的应答。这种三应答脉冲是分开可配置的，并且可以由矢量信号发生器根据各同步脉冲产生。图5描述了具有距离延迟、方位和编码仿真的应答脉冲产生。

　　雷达扫描变换器

　　系统通过FPGA板卡获得和处理来自于雷达的TTL形式的视频信号，目标的应答脉冲由雷达的接收器进行解码，同时原始视频信号在雷达的处理单元中进行处理，这一处理器可以提供能代表应答帧的合成TTL脉冲。

　　这一帧结构由具有精确宽度的单独脉冲在FPGA中进行解码。由于接收器会同时接收到一些来自于天线的噪音信号，在所需范围中会产生一些无用的噪音脉冲，设计者开发出一种新型算法以剔除噪音脉冲，并且解码真实的帧信息。FPGA随后根据目标的信息码、高度、国家代码计算出目标的距离与方位。

　　系统可以接收合成TTL视频，其格式要求为：从天线获得的真实目标，雷达内部产生的仿真目标，矢量信号发生器模拟的基于询问脉冲的仿真目标。

　　图4展示了FPGA中扫描变换器的解码过程。图5描述了ACP、通过FPGA进行北向仿真、触发/同步脉冲获取、基于距离和方位选择的应答脉冲仿真、 TTL视频信号获取、解码应答帧的过程。

　　矢量信号发生器所产生的调制脉冲包含一个1030MHz的RF载波。

　　天线仿真

　　FPGA产生的北向标识脉冲和FPGA数字IO产生的ACP可以提供天线模拟。设计者通过创建基于LabVIEW的用户可配置GUI，设置脉冲宽度、PRT和根据相对于北向的旋转角度偏差计算出的方位角数值，以便对天线参数进行仿真。

　　软件特性

　　设计者开发了一系列模块化的、可编辑的测试序列来测试整体功能。用户可以选择自动或手动模式进行个体参数测试。通过诊断面板，用户可以使用PXI设备进行回溯或者自定义测试。图6描述了自动测试系统中的测试系列。

　　通过NI平台减少雷达测试时间

　　相比于早期手动连接的台式设备，通过使用NI PXI模块化仪器和LabVIEW软件开发的SSR自动测试系统，用户可以节省90%的雷达测试时间。相比于其它基于传统盒式仪器的自动测试设备，在有效节省时间的同时，此种设计还可为用户节省60%的成本。另外，该新系统使用一个NI PXI矢量信号发生器便代替了脉冲发生器和调制器，且该系统可以提供包括目标仿真、原始视频获取、目标探测等完整的功能性测试，使之成为一个闭环的测试系统。

　　我们计划升级该系统，采用自动切换的方式，测试雷达的6个冗余端口。为此我们将使用NI PXI-2596 SP6T多路复用器对系统进行升级，以避免线缆和连接过长。

　　图2 SSR及其自动测试系统的详细原理图

　　图3 目标仿真器软件界面

　　图4 雷达扫描变换器

　　图5 北向、ACP来自DUT的触发同步脉冲、应答帧仿真、合成SSRTTL视频

　　图6 测试序列