CN103941240B - 一种基于雷达***通信分机检测装置的检测方法 - Google Patents

一种基于雷达***通信分机检测装置的检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于雷达***通信分机检测装置的检测方法；所述雷达***通信分机检测装置包括主机和辅机；所述主机包括控制器、第一信号转接模块、射频测试模块、第一信号融合模块、第一PC104总线和USB接口转换模块；所述辅机包括第二信号转接模块、第二信号融合模块和第二PC104总线；所述检测方法将检测装置的测试接口与雷达***通信分机的相应检测接口相连接；所述辅机发送检测码，所述主机接收数据；所述控制器判断接收的数据；判断通信介质是否故障；还包括基于专家知识的模糊诊断方法、信号异常检测方法；本发明的有益效果是通用性好、智能化程度高、故障诊断准确率高，实现了故障快速检测及准确定位。

Description

一种基于雷达***通信分机检测装置的检测方法
技术领域
本发明属于雷达通信检测领域，涉及一种基于雷达***通信分机检测装置的检测方法。
背景技术
高机动车载三维固态雷达所有分机分别安装在两辆卡车（天线车和终端车）上，由通信分机连接一个完整的雷达***。在终端车和天线车上各有一台雷达***通信分机，这两台分机之间通过通信介质（即通信电缆）连接。通信分机主要包括通信介质（连接天线车和终端车的通信电缆）、收发模块(主要包括射频模块)和通信插件；两辆车通信时，通信插件产生通信信息，然后收发模块负责将通信信息变成传输所需的频率，而后通过通信介质在两车之间进行信息传递。
天线车和终端车停车后能快速机动地进入工作状态，雷达关机后能迅速退出并机动转移。雷达工作时操作人员在终端车上与发射天线车相距约100m，从而免受反幅射的威胁。连接雷达***的通信分机采用先进的数字通信技术，除高频模拟电路外，大部分是数字电路，虽然有一定的自检功能，但如同计算机主板一样，没有专门的检测工具，很难进行现场故障的准确判断与维修。
传统故障分析和排除方式主要利用故障诊断设备获得插件的信号信息，然后再利用有经验的技术人员对信号进行分析和判断，最终得出***插件的故障状态，这种故障分析和排除方式是一个令技术人员费时费力的事情，同时插件的故障判断很多依赖于技术人员的经验。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能自动识别故障和准确定位故障信号位置的基于雷达***通信分机检测装置的检测方法。
为解决上述技术问题所采用的技术方案是：基于雷达***通信分机检测装置的检测方法，所述雷达***通信分机检测装置包括主机和辅机；所述主机包括控制器、第一信号转接模块、射频测试模块、第一信号融合模块、第一PC104总线和USB接口转换模块；所述辅机包括第二信号转接模块、第二信号融合模块和第二PC104总线；
所述第一信号转接模块和射频测试模块分别与所述第一PC104总线的相应端口双向连接；所述控制器的控制信号输出端接所述第一PC104总线的相应端口；所述第一信号融合模块的输入端接所述第一PC104总线的相应端口；所述第一信号融合模块的输出端经所述USB接口转换模块接所述控制器的相应信号输入端；
所述第二信号融合模块的输出端经所述第二PC104总线接所述第二信号转接模块的相应输入端；
所述第一信号转接模块的第一通信端口为所述主机的通信测试端口XS5-1；所述第一信号转接模块的第二通信端口为所述主机的雷达测试端口XS1-1；所述射频测试模块的通信端口为所述主机的射频测试端口XS4-1；
所述第二信号转接模块的第一至第二通信端口分别为所述辅机的通信测试端口XS5-2和雷达测试端口XS1-2；所述检测方法的检测步骤如下：
步骤3-1将检测装置的测试接口与雷达***通信分机的相应检测接口相连接；
步骤3-2所述辅机发送检测码，所述主机接收数据；
步骤3-3所述控制器判断接收的数据；
步骤3-4如果判断结果是接收不到数据，则转步骤3-5；如果判断结果是部分接收数据正确，则雷达***通信分机存在故障；
步骤3-5判断通信介质是否故障，若通信介质存在故障，则更换通信介质，转步骤3-1；若通信介质无故障，则判断结果为雷达***通信分机存在故障。
所述检测方法还包括基于专家知识的模糊诊断方法，步骤如下：
步骤4-1输入实时采样数据；
步骤4-2专家知识的提取，其包括从雷达专家知识库和模糊判断准则专家知识库中提取专家知识；
步骤4-3对实时采样数据实施模糊判断；
步骤4-4输出模糊判断结果。
所述检测方法还包括信号异常检测方法，步骤如下：
步骤5-1异常信息识别；
步骤5-2产生初始异常模式；
步骤5-3进行比配运算；
步骤5-4判断是否产生新异常模式；如果产生新异常模式，则转到步骤5-3；如果没有产生新异常模式，则进行步骤5-4；
步骤5-5促进和抑制异常模式；
步骤5-6更新群体；
步骤5-7是否满足结束条件，若没有满足结束条件，则转到步骤5-3；如果满足结束条件，则结束。
所述第一信号转接模块的型号为SCT05K-01；所述第二信号转接模块的型号为SCT09S-L2；所述射频测试模块的型号为RFS10L-2G；所述第一至第二信号融合模块的型号均为SCM11J-08；所述USB接口转换模块的型号为STH12F-02；所述控制器的型号为BIS-6590。
本发明的有益效果是：
通用性好。本发明具有自学习功能，在投入使用前，不必做大量的配置工作，只需对所检测雷达进行一次自动测试，使测试工装对被测设备的信号进行一次学习，即可正常工作。
智能化程度高。本发明借鉴人工智能技术，充分发挥软件的优势，真正实现了“智能化设备”的功能。
故障诊断准确率高。本发明应用异己判断准则，自动建立故障判别门限，采用快速处理、模糊判别等技术，实现了故障快速检测及准确定位。
本发明功能完善，检测效率高，操作使用方便，环境适应性好，测试设备满足指标要求，能有效地提高装备检测效率，积累装备维修经验，提高装备完好率，可有效开展雷达装备预防性维修，充分发挥维修资源的使用效率，提高装备任务可靠度，节省大量的维修时间，解决部队技术人员少、保障任务重的矛盾，为维修培训提供必要的教学手段和资料，促进数字化雷达装备战斗力的生成。
本发明使雷达生产厂家（基地级维修）和雷达修理所（中继级维修）能为装备保障提供明确的维修（故障）信息，节省大量因故障部位不清、情况不明而产生的人力、物力（备件、维修设备）的浪费，缩短雷达维修的周期，缩短部队雷达维修技师的培训周期，并且能够开创ATE维修模式在实装上的应用之先例，也对其他装备维修保障设计产生积极影响，产生了显著的军事经济效益。
附图说明
图1为本发明的主机原理框图；
图2为本发明的辅机原理框图；
图3为测试通信介质的原理框图；
图4为测试终端车通信分机收发模块的原理框图；
图5为测试天线车通信分机收发模块的原理框图；
图6为测试通信插件的原理框图；
图7为本发明的检测流程图；
图8为本发明的基于专家知识的模糊诊断流程图；
图9为本发明的信号异常检测流程图。
具体实施方式
由图1-9所示的实施例可知，雷达***通信分机检测装置包括主机和辅机；所述主机包括控制器、第一信号转接模块、射频测试模块、第一信号融合模块、第一PC104总线和USB接口转换模块；所述辅机包括第二信号转接模块、第二信号融合模块和第二PC104总线；
第一信号转接模块和射频测试模块分别与所述第一PC104总线的相应端口双向连接；所述控制器的控制信号输出端接所述第一PC104总线的相应端口；所述第一信号融合模块的输入端接所述第一PC104总线的相应端口；所述第一信号融合模块的输出端经所述USB接口转换模块接所述控制器的相应信号输入端；
所述第二信号融合模块的输出端经所述第二PC104总线接所述第二信号转接模块的相应输入端；
所述第一信号转接模块的第一通信端口为所述主机的通信测试端口XS5-1；所述第一信号转接模块的第二通信端口为所述主机的雷达测试端口XS1-1；所述射频测试模块的通信端口为所述主机的射频测试端口XS4-1；
所述第二信号转接模块的第一至第二通信端口分别为所述辅机的通信测试端口XS5-2和雷达测试端口XS1-2。
所述第一信号转接模块的型号为SCT05K-01；所述第二信号转接模块的型号为SCT09S-L2；所述射频测试模块的型号为RFS10L-2G；所述第一至第二信号融合模块的型号均为SCM11J-08；所述USB接口转换模块的型号为STH12F-02；所述控制器的型号为BIS-6590。
基于雷达***通信分机检测装置的检测方法，其检测步骤如下：
步骤3-1连接检测接口；
步骤3-2所述辅机发送检测码，所述主机接收数据；
步骤3-3所述控制器判断接收的数据；
步骤3-4如果判断结果是接收不到数据，则转步骤3-5；如果判断结果是部分接收数据正确，则雷达***通信分机存在故障；
步骤3-5判断通信介质是否故障，若通信介质存在故障，则更换通信介质，转步骤3-1；若通信介质无故障，则判断结果为雷达***通信分机存在故障。
所述检测方法还包括基于专家知识的模糊诊断方法，步骤如下：
步骤4-1输入实时采样数据；
步骤4-2专家知识的提取，其包括从雷达专家知识库和模糊判断准则专家知识库中提取专家知识；
步骤4-3对实时采样数据实施模糊判断；
步骤4-4输出模糊判断结果。
所述检测方法还包括信号异常检测方法，步骤如下：
步骤5-1异常信息识别；
步骤5-2产生初始异常模式；
步骤5-3进行比配运算；
步骤5-4判断是否产生新异常模式；如果产生新异常模式，则转到步骤5-3；如果没有产生新异常模式，则进行步骤5-4；
步骤5-5促进和抑制异常模式；
步骤5-6更新群体；
步骤5-7是否满足结束条件，若没有满足结束条件，则转到步骤5-3；如果满足结束条件，则结束。
本发明利用检测软件进行测试；所述检测软件包括数据库管理***模块、文件***模块、通信接口管理模块和在线测试软件模块；所述在线测试软件模块包括用户登录模块、人机接口界面、命令发送模块、USB通信模块、板卡故障检测模块、故障树诊断模块、采样数据处理模块、***数据维护模块和相关文档查看模块；
所述数据库管理***模块由BORLAND公司提供的PARADOX库BDE引擎来进行管理，其完成***所需的所有存储在数据库中的信息维护，并通过引擎提供的Native连接方式构成应用软件与数据库的连接通道；
所述文件管理***模块由操作***提供的文件管理应用来完成***所需的所有以文件方式存储数据的维护；
所述通信接口管理模块是对控制器通信接口的抽象，其通过DELPHI提供的开发接口来建立与检测软件的通信通道；
所述用户登录模块完成用户进入***的登录功能，通过对用户用户名、登录口令的验证来确定用户的权限，以决定用户进入的模块；
所述人机接口界面包括***主界面、波形检测界面、相关文档查看界面和用户管理界面；所述***主界面包括故障树检索和维护窗口、板卡接口信息查看窗口、接口信息关联窗口、***主菜单和待检测引脚查看窗口；所述人机接口界面是整个***的用户界面，用户对***的操作均通过该界面来完成；所述***主界面界面完成***故障树的维护、故障树的查看、板卡接口信息查询、检测引脚选择和***总体功能切换；所述命令发送模块完成检测软件给第一至第二信号融合模块的命令发送功能，其利用了DELPHI提供的通信控件来实现，命令信息主要包含被检测的板卡和板卡接口引脚等信息，用来通知第一信号转接模块当前要激励的板卡，并发送激励信号；所述USB通信模块是沟通采样数据处理模块和第一信号融合模块的采样数据通道，在DELPHI环境中，利用其嵌入汇编的功能，实现了USB通信协议和通信模块，完成采样数据的接收功能；所述采样数据处理模块接收第一信号融合模块的采样数据，并分析比较采样数据，判断采样数据是否正确；所述故障树诊断模块利用***维护故障树信息，浏览欲检测的故障类型，根据该故障树的指示来判断故障的部位；所述板卡故障检测模块在故障树显示窗口选择欲检测的板卡信息，根据板卡接口信息检测流程来判断板卡的功能状态；所述***数据维护模块完成***所有数据的维护功能；所述相关文档查看模块用来查看***的相关文档。
雷达***通信分机检测装置的测试全过程分为三个大步骤，第一步，测试通信介质；第二步，测试收发模块；第三步，测试通信插件。
下边以某型雷达为例，测试过程如下：
（1）通信介质测试过程：断开电源，将雷达***终端车通信分机的测试端口XS17-1通过同轴电缆与所述主机的通信测试端口XS5-1相连接；将雷达***天线车通信分机的测试端口XS17-2通过同轴电缆与所述辅机的通信测试端口XS5-2相连接；
通电以后，检测辅机直接开始发送信号，若检测主机能接收到检测辅机发送的信号，则说明通信介质（通信电缆）是正常的，否则通信介质（通信电缆）存在故障。
（2）收发模块测试过程：
收发模块测试只用所述主机进行测试，所述辅机不工作。
（2-1）终端车通信分机收发模块的测试：断开电源，在终端车将通信分机的测试端口XS17-1通过同轴电缆与所述主机的射频测试端口XS4-1相连。
终端车雷达加电后，终端车通信分机收发模块开始发送数据，基于此数据，所述射频测试模块完成收发模块的测试，主机控制器得出收发模块是否正常工作的结论。
（2-2）天线车通信分机收发模块的测试：断开电源，在天线车将通信分机的测试端口XS17-2通过同轴电缆与所述主机的射频测试端口XS4-1相连。
天线车雷达加电后，天线车通信分机收发模块开始发送数据，基于此数据，所述射频测试模块完成收发模块的测试，主机控制器得出收发模块是否正常工作的结论。
（3）通信插件测试：雷达断电，在终端车上，利用检测设备配套的55芯直通通讯线缆XTJ-XS01将所述主机的雷达测试端口XS1-1与雷达***终端车通信分机的雷达接口XS11-1相连接；然后，在天线车上，利用检测设备配套的55芯直通通讯线缆HTJ-XS01将所述辅机的雷达测试端口XS1-2与雷达***天线车通信分机的雷达接口XS11-2相连接。雷达加电，所述辅机将模拟信号发送至天线车上的通信插件，然后天线车上的通信插件对数据进行打包及其他加密处理，处理后送至天线车上的收发模块，天线车上的收发模块通过通信介质发送数据，然后雷达终端车上的收发模块接收数据，接收后给终端车的通信插件，终端车的通信插件解密后把数据给主机的控制器，控制器利用智能故障诊断等方法对通信插件是否工作正常以及哪个部位出现故障做出准确判断。

Claims (4)

1.一种基于雷达***通信分机检测装置的检测方法，所述雷达***通信分机检测装置包括主机和辅机；所述主机包括控制器、第一信号转接模块、射频测试模块、第一信号融合模块、第一PC104总线和USB接口转换模块；所述辅机包括第二信号转接模块、第二信号融合模块和第二PC104总线；
所述第一信号转接模块和射频测试模块分别与所述第一PC104总线的相应端口双向连接；所述控制器的控制信号输出端接所述第一PC104总线的相应端口；所述第一信号融合模块的输入端接所述第一PC104总线的相应端口；所述第一信号融合模块的输出端经所述USB接口转换模块接所述控制器的相应信号输入端；
所述第二信号融合模块的输出端经所述第二PC104总线接所述第二信号转接模块的相应输入端；
所述第一信号转接模块的第一通信端口为所述主机的通信测试端口XS5-1；所述第一信号转接模块的第二通信端口为所述主机的雷达测试端口XS1-1；所述射频测试模块的通信端口为所述主机的射频测试端口XS4-1；
所述第二信号转接模块的第一至第二通信端口分别为所述辅机的通信测试端口XS5-2和雷达测试端口XS1-2；
其特征在于包括如下步骤：
步骤3-1连接检测接口；
步骤3-2所述辅机发送检测码，所述主机接收数据；
步骤3-3所述控制器判断接收的数据；
步骤3-4如果判断结果是接收不到数据，则转步骤3-5；如果判断结果是部分接收数据正确，则雷达***通信分机存在故障；
步骤3-5判断通信介质是否故障，若通信介质存在故障，则更换通信介质，转步骤3-1；若通信介质无故障，则判断结果为雷达***通信分机存在故障。
2.根据权利要求1所述的一种基于雷达***通信分机检测装置的检测方法，其特征在于还包括基于专家知识的模糊诊断方法，步骤如下：
步骤4-1输入实时采样数据；
步骤4-2专家知识的提取，其包括从雷达专家知识库和模糊判断准则专家知识库中提取专家知识；
步骤4-3对实时采样数据实施模糊判断；
步骤4-4输出模糊判断结果。
3.根据权利要求2所述的一种基于雷达***通信分机检测装置的检测方法，其特征在于还包括信号异常检测方法，步骤如下：
步骤5-1异常信息识别；
步骤5-2产生初始异常模式；
步骤5-3进行比配运算；
步骤5-4判断是否产生新异常模式；如果产生新异常模式，则转到步骤5-3；如果没有产生新异常模式，则进行步骤5-4；
步骤5-5促进和抑制异常模式；
步骤5-6更新群体；
步骤5-7是否满足结束条件，若没有满足结束条件，则转到步骤5-3；如果满足结束条件，则结束。
4.根据权利要求3所述的一种基于雷达***通信分机检测装置的检测方法，其特征在于：所述第一信号转接模块的型号为SCT05K-01；所述第二信号转接模块的型号为SCT09S-L2；所述射频测试模块的型号为RFS10L-2G；所述第一至第二信号融合模块的型号均为SCM11J-08；所述USB接口转换模块的型号为STH12F-02；所述控制器的型号为BIS-6590。
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