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)

　　目標(biāo)仿真

　　我們可以通過目標(biāo)仿真對RX進(jìn)行功能測試，這一過程會用到基于同步信號的矢量信號發(fā)生器。在這種情況下，ATE（自動測試設(shè)備）將會充當(dāng)來自于天線的目標(biāo)信號發(fā)生器。每一次詢問都會通過連接到矢量信號發(fā)生器觸發(fā)端和FPGA上的觸發(fā)脈沖同步。用戶可以通過配置距離與方位角等信息對目標(biāo)進(jìn)行仿真。當(dāng)目標(biāo)準(zhǔn)備好仿真后，一旦方位角計數(shù)器數(shù)據(jù)到達(dá)FPGA，并且雷達(dá)已獲得下一個同步觸發(fā)信號之后，矢量信號發(fā)生器便會生成目標(biāo)的應(yīng)答RF脈沖。用戶可以選擇設(shè)定應(yīng)答的編碼與模式，在指定的距離和方位角下便會產(chǎn)生遵循一定模式的脈沖，目標(biāo)物體可以被仿真為靜態(tài)運(yùn)動和沿著軌跡運(yùn)動。用戶可以配置不同軌跡的移動路線。系統(tǒng)可以在同一個矢量信號發(fā)生器中仿真出不同距離與方位角的多目標(biāo)。根據(jù)用戶的要求，將不同的編碼模式應(yīng)用于不同的應(yīng)答脈沖，應(yīng)答脈沖是寬度450ns、間隔1us的脈沖序列。每一個目標(biāo)的應(yīng)答幀的結(jié)構(gòu)，都是在序列的開始與結(jié)尾有F1和F2脈沖，每一個應(yīng)答幀結(jié)構(gòu)中脈沖的個數(shù)是由GUI中選定的詢問模式所決定。每一個同步脈沖根據(jù)選擇的詢問模式可以有不同模式的應(yīng)答。這種三應(yīng)答脈沖是分開可配置的，并且可以由矢量信號發(fā)生器根據(jù)各同步脈沖產(chǎn)生。圖5描述了具有距離延遲、方位和編碼仿真的應(yīng)答脈沖產(chǎn)生。

　　雷達(dá)掃描變換器

　　系統(tǒng)通過FPGA板卡獲得和處理來自于雷達(dá)的TTL形式的視頻信號，目標(biāo)的應(yīng)答脈沖由雷達(dá)的接收器進(jìn)行解碼，同時原始視頻信號在雷達(dá)的處理單元中進(jìn)行處理，這一處理器可以提供能代表應(yīng)答幀的合成TTL脈沖。

　　這一幀結(jié)構(gòu)由具有精確寬度的單獨(dú)脈沖在FPGA中進(jìn)行解碼。由于接收器會同時接收到一些來自于天線的噪音信號，在所需范圍中會產(chǎn)生一些無用的噪音脈沖，設(shè)計者開發(fā)出一種新型算法以剔除噪音脈沖，并且解碼真實(shí)的幀信息。FPGA隨后根據(jù)目標(biāo)的信息碼、高度、國家代碼計算出目標(biāo)的距離與方位。

　　系統(tǒng)可以接收合成TTL視頻，其格式要求為：從天線獲得的真實(shí)目標(biāo)，雷達(dá)內(nèi)部產(chǎn)生的仿真目標(biāo)，矢量信號發(fā)生器模擬的基于詢問脈沖的仿真目標(biāo)。

　　圖4展示了FPGA中掃描變換器的解碼過程。圖5描述了ACP、通過FPGA進(jìn)行北向仿真、觸發(fā)/同步脈沖獲取、基于距離和方位選擇的應(yīng)答脈沖仿真、 TTL視頻信號獲取、解碼應(yīng)答幀的過程。

　　矢量信號發(fā)生器所產(chǎn)生的調(diào)制脈沖包含一個1030MHz的RF載波。

　　天線仿真

　　FPGA產(chǎn)生的北向標(biāo)識脈沖和FPGA數(shù)字IO產(chǎn)生的ACP可以提供天線模擬。設(shè)計者通過創(chuàng)建基于LabVIEW的用戶可配置GUI，設(shè)置脈沖寬度、PRT和根據(jù)相對于北向的旋轉(zhuǎn)角度偏差計算出的方位角數(shù)值，以便對天線參數(shù)進(jìn)行仿真。

　　軟件特性

　　設(shè)計者開發(fā)了一系列模塊化的、可編輯的測試序列來測試整體功能。用戶可以選擇自動或手動模式進(jìn)行個體參數(shù)測試。通過診斷面板，用戶可以使用PXI設(shè)備進(jìn)行回溯或者自定義測試。圖6描述了自動測試系統(tǒng)中的測試系列。

　　通過NI平臺減少雷達(dá)測試時間

　　相比于早期手動連接的臺式設(shè)備，通過使用NI PXI模塊化儀器和LabVIEW軟件開發(fā)的SSR自動測試系統(tǒng)，用戶可以節(jié)省90%的雷達(dá)測試時間。相比于其它基于傳統(tǒng)盒式儀器的自動測試設(shè)備，在有效節(jié)省時間的同時，此種設(shè)計還可為用戶節(jié)省60%的成本。另外，該新系統(tǒng)使用一個NI PXI矢量信號發(fā)生器便代替了脈沖發(fā)生器和調(diào)制器，且該系統(tǒng)可以提供包括目標(biāo)仿真、原始視頻獲取、目標(biāo)探測等完整的功能性測試，使之成為一個閉環(huán)的測試系統(tǒng)。

　　我們計劃升級該系統(tǒng)，采用自動切換的方式，測試?yán)走_(dá)的6個冗余端口。為此我們將使用NI PXI-2596 SP6T