CN107462940A - 一种气象雷达的自动测试*** - Google Patents

Abstract

一种气象雷达的自动测试***，该***包括有主控单元、电源模块、显示单元、信号生成单元、信号接收单元和信号测量单元，主控单元内置有测试软件，负责测试流程运行和数据处理，并将测试结果显示在显示单元上；信号生成单元可以生成控制雷达进入各种状态的数字信号和模拟雷达照射在目标上所生成的射频信号；所述的信号接收单元将雷达发射出的射频信号和表示雷达当前状态的数字信号接收，并传输给主控单元进行处理；信号测量单元在主控单元的控制下将接收到的射频信号进行测量，测量结果进入主控单元处理。

Description

一种气象雷达的自动测试***

技术领域：

本发明涉及航空自动测试技术，具体是气象雷达的自动测试，特别涉及于一种针对气象雷达的全自动测试***。

背景技术：

气象雷达是飞机上的一种机载设备，用于提示当前空域气象状态，指导飞行员操纵飞机，因此必须在飞行前对其性能进行检测以保证未来飞行时的安全。

现有的气象雷达测试***多采用手动控制测试，半自动控制测试或上机定性测试的方式来对雷达性能进行测试。手动测试一般会使用与气象雷达配套的控制板对雷达进行控制，然后手动操作仪器读取信号参数进行对比，或者在配套显示器上观察雷达状态判断是否正常。机上定性测试则一般直接将雷达安装在飞机上，飞机通电后在显示控制器上进行控制并观察雷达是否正常运行。半自动测试使用与气象雷达配套的控制板对雷达进行控制，然后用在电脑上执行设定好的程序控制仪器进行测量。

手动测试***机械操作较为繁琐，机上定性测试不能对雷达发射信号的参数定量测量，半自动测试则需要控制板和配套显示器作为气象雷达的控制器和显示器。如陕西飞机工业(集团)有限公司所申请的专利号CN201310347438.2：一种飞机机载气象雷达测试***，该测试***即需要在测试的时候有气象雷达配套的控制器进行对气象雷达的控制。

在现实的飞机生产环境中，往往送来的产品中没有控制板和显示器，控制和显示的功能集成在其他机载设备上，这时候针对气象雷达的性能测试则不能进行。解决没有配套设备的方法是购买专用的气象雷达测试仪，但该仪器成本昂贵，且不能用于气象雷达以外的测试和使用，这与现实生产中要求的低成本和复用性相矛盾。而且，无论是操作仪器进行手动测试或者使用专用测试仪进行测试，都需要操作人员拥有一定的专业技能，但现实中，拥有专业技能的人往往工作繁忙，时间安排紧密。

因此，飞机的生产中需要一种操作简易，对操作人员要求低，对配套产品要求少，工作快速，自动化程度高的测试***。

发明内容

本申请的目的在于提供一种用于气象雷达检测的全自动测试***，以实现对气象雷达在缺乏配套成品及缺乏专用仪器下的全自动测试。

一种气象雷达的自动测试***，该***包括有主控单元、电源模块、显示单元、信号生成单元、信号接收单元和信号测量单元，其特征在于：所述的主控单元是一台工控机，主控单元内置有测试软件，负责测试流程运行和数据处理，并将测试结果显示在显示单元上；所述的信号生成单元含有射频信号源和数字信号源，可以生成控制雷达进入各种状态的数字信号和模拟雷达照射在目标上所生成的射频信号；所述的信号接收单元，负责将雷达发射出的射频信号和表示雷达当前状态的数字信号接收，并传输给主控单元进行处理；所述的信号测量单元含有示波器，频谱仪，功率计，信号测量单元在主控单元的控制下将接收到的射频信号进行测量，测量结果进入主控单元处理。

上述气象雷达自动测试***的使用方法，将待测气象雷达接入上述自动测试***并通过电源模块上电，由主控单元命令信号生成单元生成可以控制雷达状态的数字信号或射频信号，使雷达进入待测状态并向外发射表示自身状态的数字信号或射频信号，再经过信号接收单元进行增益或衰减，进入信号测量单元测量，测量结果再经过主控单元的数据处理，并与测试软件内储存的测试标准进行对比得出测试结果，该测试结果显示在显示单元上。

本发明与现有技术比较的有益效果在于：1)本***可以在气象雷达缺乏配套成品的情况下，对待测雷达主要机械性能和常用状态下发射出的数字信号和射频信号的信号特性进行自动测试并输出结果。也可以选择想要单独测试的气象雷达状态对其进行测试。测试为全自动测试，开始测试后不需人工干预，不需手动操作仪器，不需使用控制板控制雷达，不需使用显示器显示雷达状态，大大缩短了整体测试时间和对测试人员的专业素质要求。2)本***可以在生产场所实现以往只能在飞机上进行的测试如航姿测试，灵敏度测试。传统的气象雷达测试，由于操作繁琐，一般只对气象模式下100海里量程状态进行射频信号性能测试，由于实现了全自动测试，我们对气象雷达的气象模式和地图模式下所有子状态进行了射频信号性能测试，在增加了传统的气象雷达受测点的同时缩短了整体测试时间。

以下结合实施例附图对本申请作进一步详细描述。

附图说明

图1是本申请的气象雷达自动测试***原理框图，

具体实施方式

参见附图，本申请的用于气象雷达检测的自动测试***是一个实验平台，该试验平台含有主控单元、电源模块、显示单元、信号生成单元、信号接收单元和信号测量单元。

所述的主控单元是一台工控机，主控单元内置有测试软件，测试软件内部储存有气象雷达测试内容的所有控制命令、测试标准以及数据处理方法，主控单元负责测试流程运行和数据处理，并将测试结果显示在显示单元上；

所述的信号生成单元含有射频信号源和数字信号源，可以生成控制雷达进入各种状态的数字信号和模拟雷达照射在目标上所生成的射频信号；所述的信号接收单元，负责将雷达发射出的射频信号和表示雷达当前状态的数字信号接收，并传输给主控单元进行处理；所述的信号测量单元含有示波器，频谱仪，功率计，信号测量单元在主控单元的控制下将接收到的射频信号进行测量，测量结果进入主控单元处理。

实施例的显示单元将测试软件的可视化界面进行实时显示，可视化界面含有任务栏，监视栏和结果栏；任务栏内设有测试流程的控制键；如开始测试，暂停测试，继续测试，结束测试，选择测试内容，导出测试结果等等。监视栏实时显示当前的测试步骤以及各个单元在当前测试步骤下的状态，实现对整个测试***的监控；结果栏内实时显示测试数据的最终测试结果，以实现测试结果的显示，并告知测试人员本次测试的结果。

根据气象雷达的测试需求，实施例中的测试软件内部储存的气象雷达测试内容有：天线俯仰测试、航姿随动测试、发射信号重频测试、发射信号脉宽测试、发射信号频率测试、气象雷达接受灵敏度测试和发射信号峰值功率测试的所有控制命令以及数据处理方法。

上述气象雷达自动测试***的使用方法，将待测气象雷达接入上述自动测试***并通过电源模块上电，并将所有受控单元接入控制，将信号测量单元和信号生成单元内部的信息设为出厂信息。

由主控单元命令信号生成单元生成可以控制雷达状态的数字信号或射频信号，使雷达进入待测状态并向外发射表示自身状态的数字信号或射频信号，再经过信号接收单元进行增益或衰减，进入信号测量单元测量，测量结果再经过主控单元的数据处理，并与测试软件内储存的测试标准进行对比得出测试结果，该测试结果显示在显示单元上。

测试时，启动测试软件，打开电源模块的配电箱为待测雷达提供工作电流，同时，软件加载自身存储的各种命令和信息，以可视化测试界面的形式显示在显示单元上。

启动测试软件后，在任务栏内点击想要进行的测试内容后确定即可进行待测雷达的性能测试。测试进行中，监视栏实时刷新跟踪到的进行步骤，结果栏实时显示已经完成的测试结果。

当进行天线俯仰测试或航姿随动测试时，测试软件会让信号生成单元生成含有角度信息的数字信号控制雷达，使雷达进入该待测状态，雷达进入待测状态后，会发出表示自身状态的数字信号。此时，信号接收单元接受该表示雷达状态的数字信号，该数字信号进入主控单元输入到测试软件中，测试软件将该数字信号翻译为俯仰角度信息，并对比生成的数字信号中的角度信息与接收的数字信号中的角度信息得出天线俯仰测试或航姿随动测试的结果。

当进行发射信号重频测试或发射信号脉宽测试时，测试软件会让信号生成单元生成可以控制雷达的量程、发射模式和增益信息的数字信号，使雷达进入该待测状态并向外发射射频信号，雷达发射的射频信号经过信号接收单元进行增益或衰减，变为合适的强度后，进入信号测量单元中的示波器。示波器在测试软件的控制下进行对接收信号的重频或脉宽测量，得到测量结果，测量结果进入主控单元中的测试软件，测试软件对测量结果进行补偿处理后，与测试软件中储存的测量指标进行对比得出发射信号重频测试或发射信号脉宽测试结果。

当进行发射信号频率测试时，测试软件会让信号生成单元先生成可以归零雷达状态的数字信号，然后再让信号生成单元生成含有三种雷达发射模式的信息和该模式下子状态信息的数字信号，使雷达进入该待测状态并向外发射射频信号，雷达发射的射频信号经过信号接收单元进行增益或衰减，变为合适的强度后，进入信号测量单元中的频谱仪。频谱仪在测试软件的控制下进行对接收信号的频率测量，得到测量结果，测量结果进入主控单元中的测试软件，测试软件对测量结果进行补偿处理后，与测试软件中储存的测量指标进行对比得出发射信号频率测试结果。

当进行发射信号峰值功率测试时，测试软件会让信号生成单元生成可以控制雷达扇扫状态、扇扫角度和雷达发射模式的数字信号，使雷达进入该待测状态并向外发射射频信号，雷达发射的射频信号经过信号接收单元进行增益或衰减，变为合适的强度后，进入信号测量单元中的平均功率计和示波器。示波器在测试软件的控制下测量接受信号的脉宽和重频，平均功率计在测试软件的控制下测量接收信号的平均功率，测量结果进入测试软件，测试软件对收到的测量结果进行处理计算，得出雷达的峰值功率，然后该峰值功率数据在测试软件内，与测试软件内储存的测量指标进行对比得出测试结果。

当进行气象雷达接受灵敏度测试时，会执行以下步骤：

测试软件会让信号生成单元生成可以使雷达进入扫描目标的发射状态的数字信号，使雷达进入该待测状态并向外发射射频信号。

雷达发射的射频信号经过信号接收单元进行增益或衰减，变为合适的强度后，进入信号测量单元中的频谱仪。频谱仪在测试软件的控制下进行对接收信号的频率测量，得到测量结果，

频谱仪的测量结果进入主控单元中的测试软件进行处理，得到雷达发射的射频信号的频率信息。然后，测试软件让信号生成单元生成拥有一定强度的，含有该频率信息的射频信号，该射频信号进入待测雷达后，雷达会产生表示当前状态并含有一定图像信息的数字信号，该数字信号经过信号接收单元进入主控单元中的测试软件进行处理。

该含有一定图像信息的数字信号经测试软件处理后，测试软件得到数字信号中含有的图像信息，该图像信息与测试软件内部储存的图像信息进行比较。

当该数字信号中的图像信息中某颜色的数量信息大于测试软件内部储存的图像信息中某颜色的数量信息时，此时，降低信号生成单元生成的射频信号强度，并再次读取测试软件得到的数字信号中的图像信息某颜色的数量信息后，与测试软件内部储存的图像信息中的某颜色数量信息进行比较，直到该图像信息中某颜色的数量信息小于或等于测试软件内部储存的图像信息中的某颜色数量信息。

此时，测试软件记录信号生成单元发射出的射频信号的强度信息，该强度信息经过测试软件进行补偿处理后，测试软件得到雷达灵敏度信息，将该灵敏度信息与测试软件内部储存的指标进行对比，得到气象雷达接受灵敏度测试结果。

本发明用于气象雷达的自动测试，可以实现气象雷达上所有需要测试的测量指标的自动测试，通过让测试软件控制信号生成单元发射控制信号实现了雷达所需测试状态的控制，通过测试软件对接受信号的处理实现了雷达当前状态的读取，通过让测试软件控制各个受控单元实现了测试的自动化，可以大大降低雷达测试所需的人力和时间，并且不再需要测试人员的专业素质。

Claims (5)

1.一种气象雷达的自动测试***，该***包括有主控单元、电源模块、显示单元、信号生成单元、信号接收单元和信号测量单元，其特征在于：所述的主控单元是一台工控机，主控单元内置有测试软件，负责测试流程运行和数据处理，并将测试结果显示在显示单元上；所述的信号生成单元含有射频信号源和数字信号源，可以生成控制雷达进入各种状态的数字信号和模拟雷达照射在目标上所生成的射频信号；所述的信号接收单元，负责将雷达发射出的射频信号和表示雷达当前状态的数字信号接收，并传输给主控单元进行处理；所述的信号测量单元含有示波器，频谱仪，功率计，信号测量单元在主控单元的控制下将接收到的射频信号进行测量，测量结果进入主控单元处理。

2.如权利要求1所述的气象雷达的自动测试***，其特征在于，所述的测试软件内部储存有气象雷达测试内容的所有控制命令、测试标准以及数据处理方法。

3.如权利要求2所述的气象雷达的自动测试***，其特征在于，所述的测试软件内部储存的气象雷达测试内容有：天线俯仰测试、航姿随动测试、发射信号重频测试、发射信号脉宽测试、发射信号频率测试、气象雷达接受灵敏度测试和发射信号峰值功率测试的所有控制命令以及数据处理方法。

4.如权利要求2所述的气象雷达的自动测试***，其特征在于，所述的显示单元将测试软件的可视化界面进行实时显示，可视化界面含有任务栏，监视栏和结果栏；任务栏内设有测试流程的控制键；监视栏实时显示当前的测试步骤；结果栏内实时显示测试数据的最终测试结果。

5.如权利要求1所述气象雷达自动测试***的使用方法，其特征在于，将待测气象雷达接入上述自动测试***并通过电源模块上电，由主控单元命令信号生成单元生成可以控制雷达状态的数字信号或射频信号，使雷达进入待测状态并向外发射表示自身状态的数字信号或射频信号，再经过信号接收单元进行增益或衰减，进入信号测量单元测量，测量结果再经过主控单元的数据处理，并与测试软件内储存的测试标准进行对比得出测试结果，该测试结果显示在显示单元上。