雷达产线测试系统及方法转让专利
申请号 : CN201911146391.7
文献号 : CN112824928A
文献日 : 2021-05-21
发明人 : 齐照山 , 林东峰 , 何育林 , 郭梦阳 , 陈明
申请人 : 上海为彪汽配制造有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种雷达产线测试系统,其特征在于,包括:测试暗箱;
设置于测试暗箱内部一侧的待测试雷达;
与所述待测试雷达相对设置于测试暗箱内部另一侧的测试天线,所述测试天线与所述待测试雷达于同一高度设置,用于收发待测试雷达发送的测试信号;
与所述测试天线连接的定向耦合器,用于根据测试天线接收的测试信号生成RX信号和TX信号;
与所述定向耦合器连接的RX延迟线,用于将定向耦合器生成的RX信号作为返回信号源并经测试天线反射回去;
经TX信号线与所述定向耦合器连接、设置于测试暗箱外部的频谱设备,用于对TX信号进行频谱分析;及
用于控制雷达产线测试系统工作及解析测试数据的工控机,分别与所述待测试雷达和频谱设备连接。
2.如权利要求1所述的雷达产线测试系统,其特征在于,所述RX延迟线中包括一短路片,用于将定向耦合器生成的RX信号短路并经由测试天线返回。
3.如权利要求1或2所述的雷达产线测试系统,其特征在于,所述频谱设备中包括降频板及频谱仪;
所述降频板经TX信号线与所述定向耦合器连接,用于对定向耦合器生成的TX信号进行降频得到降频信号源;
所述频谱仪与所述降频板连接,用于对所述降频信号源进行频谱分析。
4.如权利要求1所述的雷达产线测试系统,其特征在于,所述雷达产线测试系统中还包括分别与所述待测试雷达和频谱仪连接的上位机;
所述待测试雷达接收到返回信号源并对其进行分析后反馈所述上位机进行记录;所述频谱设备对TX信号进行频谱分析后反馈所述上位机进行记录。
5.如权利要求1或2或4所述的雷达产线测试系统,其特征在于,所述雷达产线测试系统还包括用于固定带测试雷达的雷达测试装置,所述雷达测试装置中包括:支撑底座;
设置于所述支撑底座表面的第一水平滑轨;
用于支撑所述待测试雷达于预设高度、及带动待测试雷达于所述第一水平滑轨中沿第一轴向水平移动的支撑件,所述支撑件滑动连接于所述第一水平滑轨上方;
用于带动所述待测试雷达沿垂直方向转动的垂直方位转台,所述垂直方位转台转动连接于所述支撑件的上方端部;
用于夹持所述待测试雷达的夹具,所述夹具与所述垂直方位转台固定连接;及用于控制所述支撑件和垂直方位转台动作的驱动装置,所述驱动装置分别与所述工控机、第一水平滑轨和垂直方位转台电连接。
6.如权利要求5所述的雷达产线测试系统,其特征在于,所述雷达测试装置中还包括第二水平滑轨,所述第一水平滑轨滑动设置于所述第二水平滑轨上方,所述支撑件滑动连接于所述第一水平滑轨上方,且所述第一轴向和第二轴向相互垂直,所述第一水平滑轨与驱动装置连接;
和/或,所述支撑件中包括竖直滑轨,所述竖直滑轨设置于所述支撑件的上方端部,所述垂直方位转台于所述竖直滑轨一侧与支撑件滑动连接;
和/或,所述雷达测试装置还包括带动所述待测试雷达沿水平方向转动的水平方位转台,所述水平方位转台转动设置于所述支撑底座表面,所述第一水平滑轨设置于所述水平方位转台表面,且所述水平方位转台与所述驱动装置电连接。
7.一种雷达产线测试方法,其特征在于,应用于如权利要求1-6任意一项所述的雷达产线测试系统,所述雷达产线测试方法中包括:待测试雷达发射测试信号;
测试天线接收所述测试信号;
定向耦合器根据所述测试信号生成RX信号和TX信号;
频谱设备经过TX信号线接收所述TX信号并对其进行频谱分析;
RX延迟线将所述RX信号作为返回信号源并经测试天线反射回去;
待测试雷达接收返回的返回信号源并进行分析。
8.如权利要求7所述的雷达产线测试方法,其特征在于,所述频谱设备经过TX信号线接收所述TX信号并对其进行频谱分析中,包括:降频板对所述TX信号进行降频得到降频信号源;
频谱仪对所述降频信号源进行频谱分析。
9.如权利要求7或8所述的雷达产线测试方法,其特征在于,所述待测试雷达发射测试信号之前还包括:
雷达测试装置转动待测试雷达的俯仰角;
雷达测试装置根据所述待测试雷达转动的俯仰角自动调节待测试雷达与测试天线之间的相对位置关系。
10.如权利要求7或8所述的雷达产线测试方法,其特征在于,所述频谱设备经过TX信号线接收所述TX信号并对其进行频谱分析之后,还包括反馈上位机进行记录的步骤;和/或,所述待测试雷达接收返回的返回信号源并进行分析之后,还包括反馈上位机进行记录的步骤。
说明书 :
雷达产线测试系统及方法
技术领域
背景技术
称为“无线电定位”。雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。雷达发射电磁波对目标进行
照射并接收其回波,由此获得目标至电磁波发射点的距离、方位等信息。各种雷达的具体用
途和结构不尽相同,但基本形式是一致的,包括:发射机、发射天线、接收机、接收天线,处理
部分以及显示器。还有电源设备、数据录取设备、抗干扰设备等辅助设备。随着微电子等各
个领域科学进步,雷达技术的不断发展,应用领域也不断拓展。
中,雷达发射机性能测试和雷达功能测试是测试重点。但现有测试系统多将雷达的发射机
性能测试和雷达功能测试分成两个独立的系统进行测试,测试时间长,测试设备冗余,测试
成本高。
发明内容
谱分析,可实现雷达(24G/77G)近场测试/静态模拟测试,便于操作和维护,且设计成本低,
测试效率高,仅配置一根测试天线即可同时满足雷达测试的TX(发射信号)测试和RX(自发
自收)测试模式,满足雷达产线的测试要求,无需通过两个系统对其进行测试。
(包括与测试天线的相对位置,与测试天线之间的夹角等参数)的修正值进而控制支撑件和
垂直方位转台动作,保证雷达与测试天线之间不会出现夹角,提高测量的准确性。
第一轴向和第二轴向相互垂直,所述支撑件与驱动装置连接;
水平方位转台表面,且所述水平方位转台与所述驱动装置电连接。
准确性。另外,支撑件上设置竖直滑轨,以对待测试雷达的上下位置进行精确控制,进一步
提高雷达产线测试系统的准确性。再有,雷达测试装置中设置水平方位转台,对待测试雷达
的水平方位进行进一步控制,拓展雷达测试装置的应用,辅助对雷达进行俯仰角性能测试
的同时能够对雷达的其他性能进行辅助测试,提高雷达测试的准确性和全面性。
77G)近场测试/静态模拟测试,便于操作和维护,且设计成本低,测试效率高,能够同时满足
雷达测试的TX测试和RX测试模式,满足雷达产线的测试要求,无需通过两个系统对其进行
测试。
附图说明
方位转台,14-夹具,15-第二水平滑轨,16-竖直滑轨,17-水平方位转台。
具体实施方式
领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的
附图,并获得其他的实施例。
侧的测试天线3,测试天线3与待测试雷达2于同一高度设置,用于收发待测试雷达2发送的
测试信号;与测试天线3连接的定向耦合器4,用于根据测试天线3接收的测试信号生成RX信
号和TX信号;与定向耦合器4连接的RX延迟线5,用于将定向耦合器4生成的RX信号作为返回
信号源并经测试天线3反射回去;经TX信号线6与定向耦合器4连接、设置于测试暗箱1外部
的频谱设备7,用于对TX信号进行频谱分析;及用于控制雷达产线测试系统工作及解析测试
数据的工控机8,该工控机8分别与待测试雷达2和频谱设备7连接。
待测试雷达2接收到返回的返回信号源随即对其进行分析,包括分析返回信号的角度、RCS
(雷达散射截面积)等;TX信号经过TX信号线6之后进入频谱设备7,进而频谱设备7对该TX信
号进行频谱分析,以此实现雷达的近场测试,降低系统成本的同时提高测试效率。在TX测试
模式中,工控机连接频谱设备,接收频谱设备的分析数据并进行进一步的解析和显示;在RX
测试模式中,工控机连接待测试雷达,接收待测试雷达对返回信号源的分析数据并进行进
一步的解析和显示。由测试过程可知,该雷达产线测试系统配置一根测试天线3即同时对雷
达发射机性能和雷达功能进行测试,无需分两套系统进行测试,节约测试时间。
9,即定向耦合器4分出来的两路信号中RX信号原路经测试天线3返回。
于对降频信号源进行频谱分析。在这一过程中,根据频谱仪对降频信号的分析即实现对雷
达发射机性能的测试。对于降频板的型号这里不做具体限定,只要降频得到的降频信号能
够满足频谱仪的性能都包括在该实施例中,如,对于20dB(分贝)的24G天线能量,降频板将
其降频至2.5G以内;对于30dB的77G天线能量,降频板将其降频至2.5G以内。
仪对TX信号进行频谱分析后反馈上位机进行记录。此外,雷达产线测试系统中还包括贴于
测试暗箱四壁的用于吸附杂波的暗室贴吸波材料、用于显示待测试雷达对接收到的返回信
号源分析结果的显示屏、与射频设备连接的电源适配器等。
相对设置于测试暗箱1内部另一侧的测试天线3,测试天线3与待测试雷达2于同一高度设
置,用于收发待测试雷达2发送的测试信号;与测试天线3连接的定向耦合器4,用于根据测
试天线3接收的测试信号生成RX信号和TX信号;与定向耦合器4连接的RX延迟线5,用于将定
向耦合器4生成的RX信号作为返回信号源并经测试天线3反射回去;经TX信号线6与定向耦
合器4连接、设置于测试暗箱1外部的频谱设备7,用于对TX信号进行频谱分析;及用于控制
雷达产线测试系统工作的工控机8。
第一轴向水平移动的支撑件12,支撑件12滑动连接于第一水平滑轨上方;用于带动待测试
雷达2沿垂直方向转动的垂直方位转台13,转动连接于支撑件12的上方端部;用于夹持待测
试雷达2的夹具14,与垂直方位转台13固定连接;及用于控制第一水平滑轨11和垂直方位转
台13动作的驱动装置,驱动装置分别与工控机8、第一水平滑轨11和垂直方位转台13电连
接。
与相对设置的射频后端7(测试天线)的位置相对固定,若要对雷达进行俯仰角性能测试,垂
直方位转台13带动待测试雷达转动某一角度后,会与射频后端7产生了一定的夹角,以此本
实施例在雷达测试装置中设置第一水平滑轨11及与之匹配的支撑件12,通过支撑件12于第
一水平滑轨11中滑动带动待测试雷达2沿雷达与射频后端7的连线方向(水平Y轴方向)移
动,保证二者同心,不会出现角度误差。
等,在其他实施例中,转动范围可根据实际需求进行限定。在垂直方位转台13中包括一固定
于支撑件12上端的固定部及与该固定部转动连接的转动部,夹具14固定于转动部以夹持待
测试雷达2,固定部和转动部通过一转轴连接,驱动装置通过控制该转轴转动以带动待测试
雷达2在垂直方向转动。要注意的是,这里的垂直方向为垂直于支撑底座10的方向,垂直方
向转台带动待测试雷达2转动具体表现为以待测试雷达2朝向测试天线3的水平方向为基准
俯仰转动。
等。滑动轨道可于第一水平滑轨内部开槽(开槽大小与支撑件可滑动的范围匹配)设置,也
可以在第一水平滑轨表面设置,这里不做限定。另外,支撑件于第一水平滑轨11中的移动范
围根据实际情况参照待测试雷达与射频后端之间的距离、垂直方位转台13的转动角度等参
数进行限定,如一实例中,待测试雷达与射频后端之间的距离为2000mm(毫米),垂直方位转
台13的转动范围为-10°~10°,则将支撑件12于第一水平滑轨11中的移动范围限定为-200
~200mm(以滑轨中心为原点)。且在测试之前,根据待测试雷达与射频后端之间的距离、第
一水平滑轨11的移动范围等参数,将垂直方位转台13转动角度与第一水平滑轨11滑动距离
之间的关联关系进行预先存储。以此,在测试时,驱动装置根据垂直方位转台13转动的角度
对支撑件12的移动进行自动控制,对待测试雷达的位置进行精确控制,保证其与射频后端
之间不会出现夹角。
后,驱动装置根据公式tanθ=D/L计算补偿距离L和D的值,其中,L为待测试雷达2与测试天
线3之间的距离,D为待测试雷达2一侧垂直方向向上的位移(待测试雷达俯仰转动后与水平
线间的距离)。假定,垂直方向上,待测试雷达2一侧垂直方向向上的相对位移ΔD的最大值
为50mm,支撑件12于第一水平滑轨11(移动方向为Y轴方向)中的可移动距离ΔL为200mm,待
测试雷达2与测试天线3之间的距离L为2000mm,则最大补偿角度为tanΔθ1=ΔD/ΔL,可得
Δθ1≈7°;如图5所示,Y轴方向的最大补偿角度为tanΔθ2=tanθ1-tanθ2=tan(50/2000)-
tan(50/2400),可得Δθ2≈0.3°。即在该雷达产线测试系统中,可实现待测试雷达2俯仰角
7°内、Y轴方向0.3°内的自动补偿。
置于第二水平滑轨15上方,支撑件12滑动连接于第一水平滑轨11上方,且第一轴向和第二
轴向相互垂直(第一水平滑轨和第二水平滑轨相互垂直设置),第一水平滑轨与驱动装置连
接。
水平滑轨11中朝向第一轴向水平移动,通过第一水平滑轨11于第二水平滑轨15中带动待测
试雷达朝向第二轴向水平移动,假定第一轴向为沿Y轴方向,则第二轴向为沿X轴方向。在待
测试雷达性能测试过程中,通过支撑件12和第一水平滑轨11调节待测试雷达在两个轴向上
的位置,以更加精确的调控待测试雷达的位置。与支撑件12于第一水平滑轨11中的移动范
围类似,第一水平滑轨11于第二水平滑轨15中的移动范围同样根据实际应用中待测试雷达
与射频后端7之间的距离、垂直方位转台13的转动角度等参数进行限定,如一实例中,待测
试雷达与射频后端7之间的距离为2000mm,垂直方位转台13的转动范围为-10°~10°,支撑
件12于第一水平滑轨11中的移动范围为-200~200mm,则第一水平滑轨11于第二水平滑轨
15中的移动范围为-200~200mm。此外,要实现第一水平滑轨11在第二水平滑轨15中的滑动
同样可以采用现有的任意方法,如在第二水平滑轨15中设置滑动轨道,在第一水平滑轨11
底部设置匹配的滑轮等,这里不做限定。滑动轨道可于第二水平滑轨内部开槽(开槽大小与
第一水平滑轨可滑动的范围匹配),也可以在第二水平滑轨表面设置,这里不做限定。
接。
滑轨16的长度,以此,驱动装置根据需求控制垂直方位转台13沿该竖直滑轨滑动以调节待
测试雷达2的高度,使其与测试天线3在同一水平线上。在该雷达测试装置中,通过该竖直轨
道,配合支撑件12/第一水平滑轨11/第二水平滑轨对待测试雷达2的位置进行精确控制,进
一步提高雷达产线测试系统的准确性。对于竖直滑轨的移动范围,根据需求进行限定,如一
实例中,竖直滑轨的移动范围为-25~25mm。
转动的水平方位转台17,该水平方位转台17转动设置于支撑底座10表面,第一水平滑轨滑
动设置于水平方位转台17表面,且水平方位转台17与驱动装置电连接。在其他实施例中,该
雷达测试装置包括支撑底座10、第一水平滑轨11、第二水平滑轨15、支撑件12、垂直方位转
台13、夹具14及驱动装置之外,还包括带动待测试雷达2沿水平方向转动的水平方位转台
17,第二水平滑轨设置于水平方位转台表面,第一水平滑轨滑动设置于第二水平滑轨上方,
支撑件滑动设置于第一水平滑轨上方。
围为-180°~180°,精度可根据实际情况进行设定,如设定为0.1°。该水平方位转台17的设
置除了提高雷达产线测试系统的准确性,同时有助于对待测试雷达2性能的全方位测试,帮
助测试待测试雷达2在各个角度的性能。
轨/第二水平滑轨、水平方位转台动作以调整待测试雷达的位置,实现测试目的。
号;S30定向耦合器根据测试信号生成RX信号和TX信号;S40频谱设备经过TX信号线接收TX
信号并对其进行频谱分析;S50RX延迟线将RX信号作为返回信号源并经测试天线反射回去;
S60待测试雷达接收返回的返回信号源并进行分析。
信号源随即对其进行分析,包括分析返回信号的角度、RCS(雷达散射截面积)等;TX信号经
过TX信号线之后进入频谱设备,进而频谱设备对该TX信号进行频谱分析,以此实现雷达的
近场测试,降低系统成本的同时提高测试效率。另外,由测试过程可知,该雷达产线测试系
统配置一根测试天线即同时对雷达发射机性能和雷达功能进行测试,无需分两套系统进行
测试,节约测试时间。要注意的是,这里频谱设备对TX信号分析的步骤和RX延迟线将RX信号
短路返回的步骤没有先后顺序。此外,在对待雷达测试之前,还应包括选定测试模式的步
骤,当选定TX测试模式,则对雷达的发射性能进行测试;当选定RX测试模块,则对雷达的自
发自收性能进行测试;当选定TX测试模式和RX测试模块,则同时对发射性能和自发自收性
能进行测试。
定向耦合器分出来的两路信号中RX信号原路经测试天线返回。
频信号源进行频谱分析。在这一过程中,根据频谱仪对降频信号的分析即实现对雷达发射
机性能的测试。对于降频板的型号这里不做具体限定,只要降频得到的降频信号能够满足
频谱仪的性能都包括在该实施例中,如,对于20dB(分贝)的24G天线能量,降频板将其降频
至2.5G以内;对于30dB的77G天线能量,降频板将其降频至2.5G以内。
行记录的步骤。此外,雷达产线测试系统中还包括贴于测试暗箱四壁的用于吸附杂波的暗
室贴吸波材料、用于显示待测试雷达对接收到的返回信号源分析结果的显示屏、与射频设
备连接的电源适配器等。
角自动调节待测试雷达与测试天线之间的相对位置关系;S10待测试雷达发射测试信号;
S20测试天线接收测试信号;S30定向耦合器根据测试信号生成RX信号和TX信号;S40频谱设
备经过TX信号线接收TX信号并对其进行频谱分析;S50RX延迟线将RX信号作为返回信号源
并经测试天线反射回去;S60待测试雷达接收返回的返回信号源并进行分析。
达同心。之后,工控机控制待测试雷达发送测试信号,测试天线接收到测试信号之后,经过
定向耦合器分成RX信号和TX信号。进而TX信号经TX信号线进入频谱设备进行频谱分析;RX
信号经RX延迟线经测试天线短路返回,以此待测试雷达接收返回的返回信号源并进行分
析,实现雷达(24G/77G)近场测试,设计成本低,测试效率高,且能满足雷达产线的测试要
求。
还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。