CN113671469A - 一种相控阵雷达测试***及其测试相控阵雷达的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种相控阵雷达测试***及其测试相控阵雷达的方法，包括暗室和中控***，暗室内设有隔断，于隔断的其中一侧设有模拟区和干扰区另一侧设有相控阵雷达的测试区，暗室包括相对设置的第一墙体和第二墙体；模拟区靠近第一墙体设置，测试区靠近第二墙体设置；模拟区包括模拟器、导轨装置和搭建于导轨装置下方的模拟台，模拟器设于导轨装置上；测试区设有载物台，载物台用于装载相控阵雷达；干扰区设有干扰源；中控***包括有中控电脑，中控电脑与导轨装置控制联接；中控电脑与干扰源控制联接；中控电脑与载物台电联接。
Description
技术领域
本申请涉及相控阵雷达近场测试***，尤其是涉及一种相控阵雷达测试***及其测试相控阵雷达的方法。
背景技术
相控阵雷达（PAR）是一种以改变雷达波相位来改变波束方向的雷达，因为天线为相控阵形式而得名。典型的相控阵雷达利用数字控制移相器改变天线阵元相位分布来实现波束的快速扫描,而非传统的机械转动天线面的方式，故又称电子扫描阵列（ESA）雷达。相控阵雷达分为无源相控阵和有源相控阵两类，二者相比传统雷达均具有较大的技术优势。
当前，相控阵雷达技术广泛应用于军事、民用等多种雷达***中。随着相控阵雷达技术的发展和广泛应用，测试项目多、任务量大，而传统远场测试时间长，开发适应于相控阵雷达***检测的天线近场测试***变得愈发急迫。尤其航空机载相控阵雷,目前还没有完善的航空机载相控阵雷达的近场测试***。
有鉴于此，提供一种相控阵雷达测试***及其测试相控阵雷达的方法成为必要。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请提供一种相控阵雷达近场测试***。
本申请提供的一种相控阵雷达测试***采用如下的技术方案：
一种相控阵雷达测试***，包括暗室和中控***，
所述暗室内设有隔断，于隔断的其中一侧设有模拟区和干扰区另一侧设有相控阵雷达测试区，所述暗室包括相对设置的第一墙体和第二墙体；所述模拟区靠近第一墙体设置，所述测试区靠近第二墙体设置；
所述模拟区包括模拟器、导轨装置和搭建于导轨装置下方的模拟台，所述模拟器设于导轨装置上；所述测试区设有载物台，所述载物台用于装载相控阵雷达；所述干扰区设有干扰源，所述干扰源相应于相控阵雷达设置；
所述中控***包括有中控电脑，所述中控电脑与导轨装置控制联接；所述中控电脑与干扰源控制联接；所述中控电脑与载物台控制联接。
本申请提供的相控阵雷达测试***，通过暗室设计，避免超声波形成回声干扰，于测试场内设置干扰源，测试相控阵雷达的抗干扰能力，于模拟器发出超声波进行相控阵雷达的测试。通过中控电脑进行测试区和干扰区的输出超声波频率、运动速度等参数的设置。操作简便，使用方便，不受环境限制。本申请提供的相控阵雷达测试***，其暗室指具有吸波功能的墙体、壁顶和地板等，本申请进一步将暗室分隔为测试区、模拟区和设于测试区与模拟区之间的干扰区，于干扰区和测试区之间设有隔断。测试区和模拟区之间需要间隔适当的距离达到超声波的传导需求，因而将测试区与模拟区靠近墙体设置，可以节约空间，减小建筑搭建成本等。
本申请提出的测试***，通过动力机构牵引平衡机构，动力机构和平衡机构分别于引导导轨和从动导轨上滑行，引导导轨和从动导轨间的距离始终保持一致，即引导导轨和从动导轨间最接近的连段长度相等。于引导导轨和从动导轨上分别装配有动力机构和平衡机构，动力机构提供或产生动力。将动力机构与平衡机构相分离而又统一协作的测试***，具有以下几方面的好处：其一，通过分离力机构和平衡机构，将动力机构产生的振动分离出来，不直接影响平衡机构，使得其被振动的机率大大降低，或可不被振动；其二，使承载台上架设有的模拟器无论在运动还是在静止状态下，发射出的信号具有良好的指向性；本申请分离动力机构与平衡机构时，而分离的动力机构与平衡机构与双导轨构造相结合，通过二者的位置关系使得模拟器的指向性问题在结构上得到根本性的解决；其三，动力机构和平衡机构在引导导轨和从动导轨上的滑移是持续且往复的，其在折返时，易于发生振动现象，通过上述的分离设计，解决了该技术问题。本申请通过分离平衡机构与动力机构，使平衡机构跟随性地、可持续地、平衡稳固地伴随性同步滑移，使得运载的平衡设备在不发生振动。
进一步地，所述引导导轨和从动导轨为相偏移的、弧心相同的圆弧状，引导导轨和从动导轨间的最短连线距离相等；所述引导导轨包括引导导轨主体，所述引导导轨主体包括远离弧心的外侧壁，所述外侧壁上设有锯齿；所述动力机构包括有驱动轴，所述驱动轴上相应于所述锯齿设有驱动齿轮，所述驱动齿与所述锯齿相啮合。
本申请提出的导轨装置，引导导轨和从动导轨为弧心相同，且在物理位置上对应的两段导轨，被测的相控阵雷达位于弧心位置上。动力机构和平衡机构于导轨上进行滑移时，始终保持到圆心的距离相一致，并通过固定连接平衡机构与动力机构，使得二者的相对位置固定，该二者所在的两段圆弧的弧心相同，二者连线线段的延长线经过弧心，从而指向性优异，可保证模拟器发出的信号始终朝向相控阵雷达。本申请提出的导轨装置，引导导轨和从动导轨间的最短连线距离相等。驱动齿与所述锯齿相啮合的齿轮机构实现牵引，牵引精确度高，速率控制能得到保障。
本申请提出的导轨装置主要用于相控阵雷达内场测试中模拟器的搭载，模拟器位移到任意位置时，距离被测相控阵雷达的距离不发生变化，因而需将被测相控阵雷达置于动力机构的圆弧的弧心上，使得测试过程中，模拟器与相控阵雷达的距离始终一致，使得测得的参数的表达更全面。
本申请提供的导轨装置，引导导轨相较于从动导轨距离弧心更远，即引导导轨设于从动导轨外侧，动力机构牵引平衡机构，由外侧启动动力牵引，向心效果更好，且不易产生动力机构与平衡机构行程异步的现象，也不会产生弧心偏离现象。
本申请述及的引导导轨主体与外侧壁可一体成型，也可分体设计。引导导轨主体与外侧壁分体设计时，可通过位置调节，使得设备处于最佳作业状态，且可进行锯齿部分的更替，保证本申请作业时的可靠性，同时还具有降低更换成本和作业难度等有益效果。
进一步地，本申请提及的往复是指动力机构牵引平衡机构向一个方向滑行至预定位置后再反向运动所形成的循环运动过程。平衡机构上方设有的承载台上搭载有模拟器，且在承载台不发生任何转向配合的情况下，动力机构和平衡机构需要始终指向相控阵雷达所在方向，以实现对单或多的固定和/或移动状态下的变化关系、相对关系的扫描识别，以及对干扰的分辨、识别等。使动力机构在进行牵引时，产生的牵引振动等，于引导导轨一侧被消耗，平衡机构接受到的动力为牵引力，进而使平衡机构上方设置的承载台平稳度得到保障。
进一步地，所述装置还包括有固定板；所述平衡机构相应于所述固定板设有卡接槽；所述动力机构包括有驱动电机；所述固定板其中一端卡设于卡接槽内，另一端设有驱动电机位，所述驱动电机固定于驱动电机位上。
卡接槽与固定板相卡接，再通过连接结构进行固定，固定板用于力的平行传导，力的平行传导性能优质，引导导轨和从动导轨间所述形成的弧度，通过动力机构和平衡机构设有的固定板实现位移及位移角度一致性的表现，使得动力机构与平衡机构的指向性得到保障；即在位移的任意过程中，动力机构与平衡机构连线的延长线始终指向弧心所在的方向，保障了模拟器发出的信号的方向始终正对向弧心方向。其中，述及的角度一致性是动力机构与弧心的连线所在的直线经过平衡机构，而平衡机构和与弧心连线的直接也同样地经过动力机构，位移时，二者虽然在导轨上的滑移距离不同，但是因受到固定板的制约，使得二者的角度差是一致的，一致性越高，测试效果越佳。
进一步地，所述动力机构还包括有曲臂导线槽和导线护臂；所述导线护臂包括设于驱动齿轮***的护板；所述驱动电机位设有供驱动轴穿过后与驱动齿轮连接的通孔，所述驱动电机设于所述固定板上方，所述驱动齿轮穿过通孔后设于固定板下方；
所述导线护臂设有护板的一端与固定板连接在一起且护板设于驱动齿轮***，另一端与所述曲臂导线槽相连接在一起。
本申请设于驱动齿轮***的护板隔离导线线路等，以免被驱动齿轮卷入造成损伤产生隐患；通过设置曲臂导线槽和导线护臂解决线路散乱，易造成在位移过程中线路缠结，避免因线路影响测试的顺利进行。
所述平衡机构包括平衡架和滚轮组；所述滚轮组包括分别与平衡架相连接在一起滚轮单元，所述滚轮单元包括辅助轮和从动轮，所述从动轮包括滚轮轴和滑移轴承；所述从动导轨包括从动侧壁；所述从动侧壁包括顶面。辅助轮在必要时起到对滑移轴承的支持和保持的作用，
本申请提出设有呈G字型的平衡架包覆于呈T字型的从动导轨上，不会脱落，进一步保障平衡机构的指向性和稳定性，从动轮沿从动侧壁滑移，使从动轮与动力机构形成相对的应力，抵消在滑移过程中的横向振动使机构整体稳定不振动。
所述滚轮轴的一端与平衡架连接，另一端与滑移轴承连接。
通过滚轮轴实现连接，保证平衡度，避免振动，当遇到振动时，将振动降到最小。
所述滑移轴承与从动侧壁相压接，所述辅助轮与滑移轴承相压接且与从动侧壁相分离。从动轮与辅助轮在移动过程过，从动轮受到非均衡力时，辅助轮给予维护当前状态的辅助力；日常滑移情况下，可不伴随转动。
滑移轴承于从动侧壁进行移动，在侧壁上进行移动，保证滑移的平稳性。
一个所述平衡机构至少包括有两个滚轮组，至少两个所述滚轮组分设于所述从动导轨的两侧。一个所述滚轮组至少包括两个滚轮单元，相邻的两个所述滚轮单元镜像设置。
本申请提出的导轨装置，通过成组设计，实现力量和重量上的均衡，成对设置滚轮组或设置多组滚轮单，使得平衡机构的左右摆动的余隙被最大化限制，且在受到左右方向的动力时，会产生滑移，使设备的移动更平稳，力量更均衡。同时直到对平衡机构整体方向的调整和引导。
所述平衡机构还包括有多个平衡块，任意所述平衡块固定于平衡架上，所述平衡块包括有接触面，多个所述平衡块分设于从动导轨两侧，所述接触面与侧面的表面相接。
通过设置平衡块，使得平衡机构在产生摆幅时，得到第二重避免摆幅保障，确保测试的数据更为精确。
所述平衡机构包括多个平衡滚轮，多个所述平衡滚轮设于平衡架与从动导轨之间，所述平衡滚轮位于从动导轨上方，任一所述平衡滚轮所在的直线方向与所在位置的从动导轨的弧形相切。
本申请通过平衡滚轮实现在水平向上滑移的支撑，使得平衡机构整体在滑移过程中实现平衡滑移，且可进一步使得滑移的平衡度得到保障，竖直方向上的支承，使得滑移过程中，平稳无振动。
进一步地，所述从动导轨包括有导轨基座；所述引导导轨主体上设有用于安装引导导轨的安装槽；相应于所述锯齿引导导轨设有安装位；
所述引导导轨固定于安装槽内；所述锯齿设于安装位上；所述从动导轨包括设于导轨基座上方、向导轨基座两侧延伸的防脱落板，所述防脱落板固定于所述导轨基座顶部。
通过将主要的动力产生机构进行分离式设置，便于生产，组装，维护和易损零部件的更替。
本申请提供的导轨装置通过设置并列的引导导轨和从动导轨的双导轨构造，增强设备在滑移过程中的平稳性能，保障模拟器的任何信号的高质量，使得测试效果得到最优化。且二者分别承担不同的作业功能，引导导轨上设动力机构以提供动力，从动导轨上设有平衡机构以加装承载台，而承载台是用于与模拟器相连接的主要构造；动力机构与平衡机构相固定在一起，又分别置于两个并列的导轨上，形成平稳的搭载平台，又使得动力机构与平衡机构相分离，使得平台的平稳性得到保障。动力机构牵引所述平衡机构分别于引导导轨和从动导轨上滑行，不会产生振动现象，保障模拟器的信号质量。在不同位置上引导导轨到从动导轨上的连线距离是一致的，且最接近的两点间的连线距离相等。于引导导轨和从动导轨上分别架设和动力机构和平衡机构，当力机构在进行牵引时，产生的牵引振动于主动导轨一侧被消耗，从而平衡机构一侧通过滚轮组等、平衡块等限制振动，保障平衡，进而使平衡机构上方设置的承载台平稳度得到保障。
所述导轨装置包括有多个，任意导轨装置上的承载台上均设有升降柱和自升降柱向弧心方向延伸的搭载板，所述搭载板的其中一端与升降柱固定连接另一端与模拟器固定连接，多个所述模拟器到弧心的距离大致相等。
本申请通过设置多组导轨，进行多相对滑移或固定位置的测试。
本申请通过设置多组导轨，进行多目标相对滑移或固定位置的测试。
所述测试区包括载物机构,所述载物机构包括可沿第二墙体方向进行第一维度滑移的水平调节机构、可沿垂直于第二墙体方向进行第二维度滑移的前后调节机构；所述载物台设于前后调节机构上且与前后调节机构可旋转地连接在一起；所述相控阵雷达竖向设于载物台前方且与载物台固定在一起；
相应于所述载物台还设有机械臂；
所述隔断高度高于载物机构且低于测试台。
测试导轨使得载物台的位置横向可移动，弧心位置可调，测试数据的精准度得到进一步保障。隔断表面设有吸波结构，避免回声形成。
所述第一墙体和所述第二墙体之间设有第三墙体，于所述第一墙体上开设有设有检修窗，于所述第二墙体上开设有替换相控阵雷达的置换窗，于所述第三墙体上设有门。
本申请通过设计检修窗和置换窗，方便进行室内检修和测试时，也为更换相控阵雷达提供了便利。
于所述暗室外设有相控阵雷达装卸机构人，解决人工更换相控阵雷达的问题，避免人为地造成装配时的损伤。
综上所述，本申请提供的一种相控阵雷达测试***，不受环境等因素限制，通过中控电脑控制测试区的机器人进行相控阵雷达的装载放取和更换作业，载物台为相控阵雷达供电和信号联接，与中控电脑进行数据交换；中控电脑获取到装载好相控阵雷达信号后，向模拟区和干扰区发出测试指令，进行测试。本申请提供的一种相控阵雷达的近场测试***，自动化程度高，测试效率高，具有重要意义。
本申请还公开了一种基于相控阵雷达测试***测试相控阵雷达的方法，实现对航空机载相控阵雷达单模拟、多模拟、干扰测试等全面的近场测试，该测试方法是这样实现的：
测试方法包括单测试方法、多测试方法、干扰测试方法或等效全向功率EIRP测试方法的一种或一种以上的任意组合的测试方法；
其中，单测试方法包括如下测试步骤：
将待测雷达通过测试工装夹具固定于载物台上，待测雷达上电并工作在正常工作模式，
通过中控电脑控制载物台的转动，改变待测雷达的方位与角度，
通过中控电脑启动雷达模拟器，设置不同的速度、距离、角度、RCS信息，
通过中控电脑读取雷达接收到的速度、距离、角度、RCS信息，
记录测试雷达获取到的角度位置最大/最小/中间值探测距离，最大速度/最小速度/中间速度，正探测角度/零度角度/负探测角度，RCS信息；
其中，多目标测试，包括进行距离分辨力、速度分辨力和角度分辨力测试，
将待测雷达通过测试工装夹具固定于载物台上，待测雷达上电并工作在正常工作模式，
距离分辨力测试包括如下步骤：
通过中控电脑设置模拟器一和模拟器二，使模拟器一和模拟器二相较于雷达间均具有相同的初始位置D1、角度和RCS，
固定模拟器一在D1位置不变，保持步进地更改模拟器一与模拟器二的距离，
当待测能雷达区分模拟器一和模拟器二的距离精度满足要求时，记录此时的距离D2，得到实际最小距离分辨力为|D1-D2|，
重复上述距离分辨力测试步骤，测试N组数据，计算N组数据分辨力的平均值，得到雷达距离分辨力；
速度分辨力测试包括如下步骤：
通过中控电脑设置模拟器一和模拟器二，使模拟器一和模拟器二相较于雷达间均具有相同的初始位置D1、RCS和初始速度V1，
模拟器一的速度V1保持不变，改变模拟器二的速度，当雷达能区分模拟器一和模拟器二间的距离、角度和速度时，记下此时模拟器二的速度为V2，得到速度分辨力为|V1-V2|，
重复上述速度分辨力测试步骤，测试N组数据，计算N组数据分辨力的平均值，得到雷达速度分辨力；
角度分辨力测试包括如下步骤：
通过中控电脑设置模拟器一和模拟器二，使模拟器一和模拟器二相较于雷达间均具有相同的初始位置D1、RCS和角度位置￠1，
固定模拟器一的角度￠1保持不变，改变模拟器二的角度，
当雷达能区分模拟器一和模拟器二的距离和RCS时，记录此时二的角度为￠2，则角度分辨力为|￠2-￠1|，
重复上述角度分辨力测试步骤，测试N组数据，计算N组数据分辨力的平均值，为雷达角度分辨力；
测得的距离分辨力、雷达速度分辨力和雷达角度分辨力为所测雷达的多目标测试值；
其中，干扰测试包括如下步骤：
将待测雷达通过测试工装夹具固定于被测物转台上，待测雷达上电并工作在正常工作模式，
通过中控电脑设置模拟器的初始位置、速度、RCS值，
通过中控电脑启动干扰源，并设置干扰源发出的干扰信号幅度低于雷达指标20dB；
以不小于特定时间间隔步进式增加干扰信号幅度，直到待测雷达性能发生偏离或者达到预设定的数据时，记录测试数据；
其中，等效全向功率EIRP测试包括以下步骤：
将待测雷达通过测试工装夹具固定于被测物转台上，待测雷达上电并工作在正常工作模式，
通过中控电脑启动频谱仪或功率计，
通过载物台沿水平向转动待测雷达，记录水平向各角度的输出功率，
通过载物台在俯仰向转动待测雷达，记录俯仰向各角度的输出功率，
通过中控电脑获取水平向和俯仰向的峰值得到雷达等效全向功率EIRP。
本申请提出的一种基于相控阵雷达测试***测试相控阵雷达的方法，通过平衡度好、位移精度高的导轨装置，及导轨装置上设有的通过固定板将模拟器尽量调节至与雷达的直线距离相一致，进行近场测试时精度更高，测试科目包括但不限于单模拟、多模拟、干扰测试等全面的近场测试，能从根本上解决相控阵雷达测试科目多，任务量大等问题，具有重要意义。
附图说明
图1是暗室内各功能区及功能区内各机构的平面结构示意图；
图2是暗室拆卸部分墙体的布局结构示意图；
图3是图1的立体结构示意图；
图4是导轨装置的局部***结构示意图；
图5是图4的A部局部放大图；
图6是导轨装置的结构示意图；
图7是图6的B部局部放大图；
图8是图6的C部局部放大图；
图9是图6的D部局部放大图；
图10是载物机构结构示意图。
附图标记说明：
100、模拟区；110、引导导轨；111、引导导轨主体；112、外侧壁；113、锯齿；114、安装槽；120、动力机构；121、驱动电机；122、护板；123、导线护臂；124、驱动轴；125、驱动齿轮；126、曲臂导线槽；130、从动导轨；131、导轨基座；132、防脱落板；140、平衡机构；141、平衡架；1411、承载台；1412、卡接槽；142、平衡滚轮；143、滚轮组；1431、滚轮单元；14311、从动轮；143111、滚轮轴；143112、滑移轴承； 1432、辅助轮；144、平衡块；150、固定板；200、干扰区；210、干扰源；300、测试区；310、载物机构；311、水平调节机构；312、前后调节机构；313、载物台；314、相控阵雷达；500、隔断；600、钢架滚轮；700、钢架构；800、暗室。
具体实施方式
以下结合附图1-10对本申请作进一步详细说明。
如图1、图2和图3所示，本申请提出的一种相控阵雷达314测试***，在暗室800内设有隔断500，于隔断500的其中一侧设有模拟区100和干扰区200、另一侧设有相控阵雷达314测试区300，暗室800包括相对设置的第一墙体（未标示）和第二墙体（未标示）；模拟区100靠近第一墙体设置，测试区300靠近第二墙体设置；模拟区100包括模拟器（未标示）、导轨装置（未标示）和搭建于导轨装置下方的模拟台（未标示），模拟器设于导轨装置上；测试区300设有载物台313，载物台313用于装载相控阵雷达314；干扰区200设有干扰源210；中控***包括中控电脑（未标示），中控电脑与导轨装置控制联接；中控电脑与干扰源210控制联接；中控电脑与载物台313电联接。其中，暗室800的墙体、地面和屋顶均分别设有吸波材料。
如图4、图5所示，测试***包括导轨装置（未标示），该装置装配有并列设置的引导导轨110和从动导轨130；在引导导轨110上设有动力机构120、从动导轨130上设有平衡机构140、平衡机构140上方设有承载台1411，承载台1411上可用一搭载模拟器，两条导轨上设有的动力机构120和平衡机构140形成以两条导轨为线路，平衡机构140搭载于导轨装置（未标示）上。并列的引导导轨110和从动导轨130的双导轨构造，增强设备在滑移过程中的平稳性能，保障模拟器的在移动过程中的任意位置发出的信号都能得到保障。动力机构120牵引平衡机构140分别于引导导轨110和从动导轨130上滑行，动力机构120与平衡机构140相分离，解决驱动电机121在作业时产生的振动问题，使其不对平衡机构140产生影响，以保证承载台1411的平衡稳定，无振动现象。利用导轨装置（未标示）作为运载平台本身具有的高平衡稳定性，进一步将平衡机构140和动力机构120分别装配在两条导轨上，提高装置的平衡稳定性。
如图5、图6所示，作为一种优选方案，本申请述及的使引导导轨110和从动导轨130可以是直线型、弧形型以及环形型及其上述一种及以上构造的组合。导轨装置为直线型时，可通过承载台1411进行角度调节；导轨装置为弧形型或环形型时，将相控阵雷达314设于导轨装置的弧心或圆心上。上述设计的目的在于使得模拟器向相控阵雷达314发送信号时，发出的信号始终指向相控阵雷达314。
如图4、图7所示，本申请的引导导轨110和从动导轨130为偏移的、弧心相同的圆弧，二者间相对位置的距离是一致的，由于二者相固定连接，形成相配合的应力，使动力机构120和平衡机构140的连线的延长线始终经过弧心，因此引导导轨110和从动导轨130间的半径差相等。
如图4、图5所示，引导导轨110包括有引导导轨主体111，引导导轨主体111包括远离弧心的外侧壁112，外侧壁112上设有锯齿113；动力机构120包括有驱动轴124，驱动轴124上相应于锯齿113设有驱动齿轮125，驱动齿轮125与锯齿113相啮合。本申请需要保障装置包括起始和停止内在的任意一步运行都是平稳无振动的，因而选择了齿轮结构，避免起步或运转途中滑位现象发生，保障实时数据是精准的。然而通过非啮合构造，如通过光滑的滚轮表面、气动或液压驱动平衡机构140以实现牵引也应视为本申请的精气之所在。
如图5、图9所示，本申请提出的平衡机构140相应于固定板150设有卡接槽1412；动力机构120包括有驱动电机121；固定板150其中一端卡设于卡接槽1412内，另一端设有驱动电机位（未标示），驱动电机121固定于驱动电机位（未标示）上。可预见地，驱动电机121可设于固定板150的左右侧，还设于固定板150的端部外侧或下方。驱动电机121设于固定板150一端，且于固定板150上开设供驱动电机121转动轴穿过的通孔，驱动电机121位于固定板150上方，且与固定板150相固定在一起。
如图5、图9所示，作为一种优选方案，驱动电机121下方通过驱动齿轮125与锯齿113相啮合，上方通过固定板150与平衡机构140连接。
如图所示5，本申请提供的动力机构120还包括有曲臂导线槽126和导线护臂123；导线护臂123包括设于驱动齿轮125***的护板122；驱动电机位（未标示）设有供驱动轴124穿过后与驱动齿轮125连接的通孔，驱动齿轮125设于固定板150下方；导线护臂123设有护板122的一端与固定板150连接，护板122设于驱动齿轮125***，另一端与曲臂导线槽126相连接在一起。电源线和其它信号线路等安装于曲臂导线槽126内，在横向方向上，伴随导轨装置的移动，曲臂导线槽126伴随运动，线路不会散乱；进一步地，通过导线护臂123沿纵向方向引导且避免动力机构120和平衡机构140相卡接。
如图5、图6和图9所示，本申请提供的平衡机构140设有平衡架141和滚轮组143；滚轮组143包括与平衡架141相应设置的滚轮单元1431，滚轮单元1431包括辅助轮1432 和从动轮14311，从动轮14311包括滚轮轴143111和滑移轴承143112；从动导轨130包括从动侧壁（未标示）；所述从动侧壁包括顶面（未标示）和侧面（未标示）；滚轮轴143111的一端与平衡架141连接，另一端与滑移轴承143112连接；滑移轴承143112与从动侧壁相接，辅助轮1432与滑移轴承143112相接且与从动侧壁相分离。
如图5所示，一个平衡机构140至少包括有两个滚轮组143，至少两个滚轮组143分设于从动导轨130的两侧。一个滚轮组143至少包括两个滚轮单元1431，相邻的两个滚轮单元1431镜像设置。
如图5、图9所示，作为一种优选方案，滚轮单元1431包括有四个，任意两组滚轮组143之间相镜像设置。较佳地，滚轮单元1431位于从动导轨130的同侧或异侧，以保证平稳均衡度。
如图5所示，作为一种优选方案，滚轮单元1431包括有六个，六个滚轮单元1431于从动导轨130两侧分别设有三个，同侧三个滚轮单元1431形成相从动导轨130弧面相接的弧形面排布。
如图5所示，作为一种优选方案，滚轮单元1431还可以设为三个，于从动导轨130的其中一侧设一个，另一侧设两个。
如图5、图9所示，当然滚轮单元1431还可以设为其它形式进行组合排列，在此不一一赘述。
如图所示5，可以理解的是，于从动导轨130其中一侧的滚轮可组合为滚轮组143。
如图5所示，任意平衡块144固定于平衡架141上，平衡块144包括有接触面，多个平衡块144分设于从动导轨130两侧，接触面与侧壁表面相接；作为优选，接触面紧挨侧壁表面，未形成摩擦力或摩擦力可以忽略不计。平衡块144是为了进一步保证平衡机构140的平稳运作而设置，其可以避免外来物的卷入，平稳块至少于平稳架的四个端部分别设有一个。
如图4、图5所示，平衡机构140包括多个平衡滚轮142，多个平衡滚轮142设于平衡架141与从动导轨130之间，平衡滚轮142位于从动导轨130上方，平衡滚轮142位于从动导轨130的切线方向上，平衡滚轮142的移动受到平衡机构140其它部位的引导，进行角度的自我调节。
如图4、图5所示，作为优选，平衡滚轮142可设为平面轴承（未标记），平面轴承（未标记）设于平衡架141与从动导轨130之间且位于从动导轨130上方。其中平面轴承（未标记）是一个将多个滚珠相分离开的，各滚珠顶部与平衡架141相接，底部与从动导轨130的顶面相压接。述及的分离开各滚珠的构造为滚珠分离板，该滚珠分离板与平衡架141相连接在一起。
如图5、图6和图9所示，作为一种优选，于从动导轨130与平衡架141的竖向方向之间沿从动导轨130的切身方向上设有多个滚轮，该滚轮为三个、四个、五个或更多个，较佳地为四个。
如图7所示，引导导轨主体111上设有用于安装引导导轨110的安装槽114，引导导轨110固定于安装槽114内；相应于锯齿113引导导轨110设有安装位（未标示），锯齿113设于安装位上；从动导轨130包括导轨基座131和设于导轨基座131上方、向导轨基座131两侧延伸的防脱落板132，防脱落板132固定于导轨基座131顶部。
如图7、图8所示，作为一种优选方案，引导导轨主体111可以通过相卡接和/或螺丝等连接方式与安装槽114可连接；同理，锯齿113和引导导轨110之间也可通过卡接和/或螺丝连接的方式来固定。在牵引过程中，引导导轨110和锯齿113均可能产生损耗，分体式设计方便更换和维护。防脱落板132与导轨基座131形成T字型结构，其中防脱落板132为可拆卸地与导轨基座131相装配在一起。
如图7、图8所示，本申请提出的导轨装置，引导导轨110和从动导轨130间的距离始终保持一直，即引导导轨110和从动导轨130间最近的连线距离相等。于引导导轨110和从动导轨130上分别装配有动力机构120和平衡机构140，动力机构120提供或发生动力，平衡机构140起到可持续地进行平衡稳固滑移，使得其上运载的平衡设备在不发生振动将动力牵引与运载、平衡分开设计，具有以下几方面的好处：其一，导轨装置在运转期间，要保证其指向性，通过分离出动力机构120和平衡机构140，通过调节二者的位置关系使得指向性问题在结构上根本性地进行解决；其二，动力机构120和平衡机构140在引导导轨110和从动导轨130上的滑移是持续且往复地，其在折返时，易于发生振动现象，通过上述的分离设计，解决了该技术问题；其三，通过分离力机构和平衡机构140，使得动力机构120本身在运的振动被分离开来，使得平衡机构140的稳定性提高，进而解决动力机构120一侧的振动问题更为简单容易。
如图5、图9所示，上述往复是指动力机构120牵引平衡机构140向一个方向滑行至预定位置后再反向运动的循环运动过程。平衡机构140上方设有的承载台1411上搭载有模拟器，且在承载台1411在不发生任何转向配合的情况下，动力机构120和平衡机构140需要始终指向相控阵雷达314，以实现对单或多的固定和/或移动状态下的变化关系、相对关系的扫描识别，以及对干扰的分辨、识别等。使动力机构120在进行牵引时，产生的牵引振动等，于引导导轨110一侧被消耗，平衡机构140接受到的动力为牵引力，进而使平衡机构140上方设置的承载台1411平稳度得到保障。
如图1、图10所示，测试区300包括载物机构310,载物机构310包括可沿第二墙体方向进行第一维度滑移水平调节机构311、可沿垂直于第二墙体方向进行第二维度滑移的前后调节机构312；载物台313设于载物机构310上方，与载物机构310可旋转地连接在一起；相控阵雷达314竖向设于载物台313前方；相应于载物台313还设有机械臂，具体是机械臂相应于载物台设于暗室外；隔断500高度高于载物机构310且低于测试台。进一步地，实现第一维度滑移的构造和第二维度滑移的构造的线路也可通过曲臂导线槽126和导线护臂123进行布置。
如图2所示，第一墙体和第二墙体之间设有第三墙体，于第一墙体上开设有设有检修窗，于第二墙体上开设有替换相控阵雷达314的置换窗，于第三墙体上设有门。
如图2、图3所示，作为优选，于暗室800外设相控阵雷达314装卸机构人，解决人工更换相控阵雷达314的问题，避免人为地造成装配时的损伤。
如图3所示，作为优选，于暗室800包括有钢架构700，钢架构700下部设有钢架滚轮600。
本实施例的实施原理为：通过圆弧的导轨与可移动的载物台313相结合，形成圆弧段与弧心的位置关系，使得测试过程中相控阵雷达314与模拟器间的位置保持一致，在不受环境等因素限制的情况下，通过中控电脑控制测试区300的机器人进行相控阵雷达314的装载放取和更换工作，载物台313为相控阵雷达314供电和信号联接，与中控电脑进行数据交换；中控电脑获取到装载好相控阵雷达314信号后，向模拟区100和干扰区200发出测试指令，进行测试。
本申请还公开了一种基于相控阵雷达314测试***测试相控阵雷达314的方法，实现对航空机载相控阵雷达314单模拟、多模拟、干扰测试等全面的近场测试，该测试方法是这样实现的：
其中，单测试方法包括如下测试步骤：
将待测雷达通过测试工装夹具固定于载物台313上，待测雷达上电并工作在正常工作模式，
通过中控电脑控制载物台313的转动，改变待测雷达的方位与角度，
通过中控电脑启动雷达模拟器，设置不同的速度、距离、角度、RCS信息，
通过中控电脑读取雷达接收到的速度、距离、角度、RCS信息，
记录测试雷达获取到的角度位置最大/最小/中间值探测距离，最大速度/最小速度/中间速度，正探测角度/零度角度/负探测角度，RCS信息。通过目标检测，测试相控阵雷达314的基本性能。
其中，多目标测试，包括进行距离分辨力、速度分辨力和角度分辨力测试，
将待测雷达通过测试工装夹具固定于载物台313上，待测雷达上电并工作在正常工作模式，
距离分辨力测试包括如下步骤：
通过中控电脑设置模拟器一和模拟器二，使模拟器一和模拟器二相较于雷达间均具有相同的初始位置D1、角度和RCS，
固定模拟器一在D1位置不变，保持步进地更改模拟器一与模拟器二的距离，
当待测能雷达区分模拟器一和模拟器二的距离精度满足要求时，记录此时的距离D2，得到实际最小距离分辨力为|D1-D2|，
重复上述距离分辨力测试步骤，测试N组数据，计算N组数据分辨力的平均值，得到雷达距离分辨力；
速度分辨力测试包括如下步骤：
通过中控电脑设置模拟器一和模拟器二，使模拟器一和模拟器二相较于雷达间均具有相同的初始位置D1、RCS和初始速度V1，
模拟器一的速度V1保持不变，改变模拟器二的速度，当雷达能区分模拟器一和模拟器二间的距离、角度和速度时，记下此时模拟器二的速度为V2，得到速度分辨力为|V1-V2|，
重复上述速度分辨力测试步骤，测试N组数据，计算N组数据分辨力的平均值，得到雷达速度分辨力；
角度分辨力测试包括如下步骤：
通过中控电脑设置模拟器一和模拟器二，使模拟器一和模拟器二相较于雷达间均具有相同的初始位置D1、RCS和角度位置￠1，
固定模拟器一的角度￠1保持不变，改变模拟器二的角度，
当雷达能区分模拟器一和模拟器二的距离和RCS时，记录此时二的角度为￠2，则角度分辨力为|￠2-￠1|，
重复上述角度分辨力测试步骤，测试N组数据，计算N组数据分辨力的平均值，为雷达角度分辨力；
测得的距离分辨力、雷达速度分辨力和雷达角度分辨力为所测雷达的多目标测试值。通过多目标测试，完成对相控阵雷达314的精度、分辨率等复杂技术指标的测试。
其中，干扰测试包括如下步骤：
将待测雷达通过测试工装夹具固定于被测物转台上，待测雷达上电并工作在正常工作模式，
通过中控电脑设置模拟器的初始位置、速度、RCS值，
通过中控电脑启动干扰源210，并设置干扰源210发出的干扰信号幅度低于雷达指标20dB；
以不小于特定时间间隔步进式增加干扰信号幅度，直到待测雷达性能发生偏离或者达到预设定的数据时，记录测试数据；
作为优选，以不小于8秒时间间隔进行3dB每次增加干扰信号幅度，直到待测雷达性能发生偏离或者达到预设定的数据时，记录测试数据。可选地，以不小于5秒时间间隔进行5dB每次增加干扰信号幅度，直到待测雷达性能发生偏离或者达到预设定的数据时，记录测试数据。可选地，以不小于3秒时间间隔进行8dB每次增加干扰信号幅度，直到待测雷达性能发生偏离或者达到预设定的数据时，记录测试数据。调节时间间隔越短，对雷达的灵敏度要求越高。应注意的是，本实施例中述及的时间和步进式调节干扰信号强度，可根据测试实际需求进行调节时间和调节干扰信号强度的值设定。
其中，等效全向功率EIRP测试包括以下步骤：
将待测雷达通过测试工装夹具固定于被测物转台上，待测雷达上电并工作在正常工作模式，
通过中控电脑启动频谱仪或功率计，
通过载物台313沿水平向转动待测雷达，记录水平向各角度的输出功率，
通过载物台313在俯仰向转动待测雷达，记录俯仰向各角度的输出功率，
通过中控电脑获取水平向和俯仰向的峰值得到雷达等效全向功率EIRP。
以上均为本申请的较佳实施例，本申请中述及的相同应理解为相近似，接近于等；并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种相控阵雷达测试***，其特征在于：包括暗室(800)和中控***，
所述暗室(800)内设有隔断(500)，于隔断(500)的其中一侧设有模拟区(100)和干扰区(200)，另一侧设有相控阵雷达(314)的测试区(300)，所述暗室(800)包括相对设置的第一墙体和第二墙体；所述模拟区(100)靠近第一墙体设置，所述测试区(300)靠近第二墙体设置；
所述模拟区(100)包括模拟器、导轨装置和搭建于导轨装置下方的模拟台，所述模拟器设于导轨装置上；所述测试区(300)设有载物台(313)，所述载物台(313)用于装载相控阵雷达(314)；所述干扰区(200)设有干扰源(210)，所述干扰源(210)相应于相控阵雷达(314)设置；
所述中控***包括有中控电脑，所述中控电脑与导轨装置控制联接；所述中控电脑与干扰源(210)控制联接；所述中控电脑与载物台(313)电联接。
2.根据权利要求1所述的测试***，其特征在于：
所述导轨装置包括并列设置的引导导轨(110)、从动导轨(130)、于所述引导导轨(110)上设有动力机构(120)、于所述从动导轨(130)上设有平衡机构(140)、于所述平衡机构(140)上方设有承载台(1411)和用于连接所述平衡机构(140)与动力机构(120)的固定板(150)；所述动力机构(120)可牵引所述平衡机构(140)地设于引导导轨(110)上，所述平衡机构(140)可滑移地设于从动导轨(130)上；
所述引导导轨(110)和从动导轨(130)呈弧心相同的圆弧状，所述引导导轨(110)和从动导轨(130)间的最短连线距离相等；所述引导导轨(110)包括引导导轨主体(111)，所述引导导轨主体(111)包括远离弧心的外侧壁(112)，所述外侧壁(112)上设有锯齿(113)；所述动力机构(120)包括有驱动轴(124)，所述驱动轴(124)上相应于所述锯齿(113)设有驱动齿轮(125)，所述驱动齿轮(125)与所述锯齿(113)相啮合；
所述平衡机构(140)相应于所述固定板(150)设有卡接槽(1412)；所述动力机构(120)包括有驱动电机(121)；所述固定板(150)其中一端卡设于卡接槽(1412)内另一端设有驱动电机位，所述驱动电机(121)固定于驱动电机位上；
所述从动导轨(130)包括有导轨基座(131)；所述引导导轨主体(111)上设有用于安装引导导轨(110)的安装槽(114)；相应于所述锯齿(113)引导导轨(110)设有安装位；
所述引导导轨(110)固定于安装槽(114)内；所述锯齿(113)设于安装位上；所述从动导轨(130)包括设于导轨基座(131)上方、向导轨基座(131)两侧延伸的防脱落板(132)，所述防脱落板(132)固定于所述导轨基座(131)顶部。
3.根据权利要求2所述的测试***，其特征在于：
所述动力机构(120)还包括有曲臂导线槽(126)和导线护臂(123)；所述导线护臂(123)包括设于驱动齿轮(125)***的护板(122)；所述驱动电机位包括供驱动轴(124)穿过后与驱动齿轮(125)连接的通孔，所述驱动电机(121)设于所述固定板(150)上方，所述驱动齿轮(125)设于固定板(150)下方；
所述导线护臂(123)设有护板(122)的一端与固定板(150)连接在一起，另一端与曲臂导线槽(126)相连接在一起。
4.根据权利要求3所述的测试***，其特征在于：
所述平衡机构(140)包括平衡架(141)和滚轮组(143)；一个所述平衡机构(140)至少包括有两个滚轮组(143)，所述滚轮组(143)分设于所述从动导轨(130)的两侧；所述滚轮组(143)包括分别与平衡架(141)相连接在一起平衡滚轮(142)，所述滚轮单元(1431)包括辅助轮( 1432)和从动轮(14311)，所述从动轮(14311)包括滚轮轴(143111)和滑移轴承(143112)；所述从动导轨(130)包括从动侧壁；所述从动侧壁包括顶面和侧面；
所述滚轮轴(143111)的一端与平衡架(141)连接，另一端与滑移轴承(143112)连接；
所述滑移轴承(143112)与顶面相压接，所述辅助轮( 1432)与滑移轴承(143112)相压接且所述辅助轮( 1432)与侧面相分离。
5.根据权利要求4所述的测试***，其特征在于：
所述平衡机构(140)还包括有多个平衡块(144)；任意所述平衡块(144)固定于平衡架(141)上，所述平衡块(144)包括有接触面，多个所述平衡块(144)分设于从动导轨(130)两侧，所述接触面与侧面的表面相接；一个所述滚轮组(143)至少包括两个滚轮单元(1431)，相邻的两个所述滚轮单元(1431)镜像设置。
6.根据权利要求4所述的测试***，其特征在于：
所述平衡机构(140)包括多个平衡滚轮(142)，多个所述平衡滚轮(142)设于平衡架(141)与从动导轨(130)之间，所述平衡滚轮(142)位于从动导轨(130)上方，任一所述平衡滚轮(142)所在的直线方向与所在位置的从动导轨(130)的弧形相切。
7.根据权利要求2所述的测试***，其特征在于：
所述导轨装置包括有多个，任意导轨装置上的承载台(1411)上均设有升降柱和自升降柱向弧心方向延伸的搭载板，所述搭载板的其中一端与升降柱固定连接另一端与模拟器固定连接，多个所述模拟器到弧心的距离大致相等。
8.根据权利要求1所述的测试***，其特征在于：
所述测试区(300)包括载物机构(310),所述载物机构(310)包括可沿第二墙体方向进行第一维度滑移的水平调节机构(311)、可沿垂直于第二墙体方向进行第二维度滑移的前后调节机构(312)；所述载物台(313)设于前后调节机构(312)上且与前后调节机构(312)可旋转地连接在一起；所述相控阵雷达(314)竖向设于载物台(313)前方且与载物台(313)固定在一起；
相应于所述载物台(313)于暗室外还设有机械臂；
所述隔断(500)高度高于载物机构(310)且低于测试台。
9.根据权利要求1所述的测试***，其特征在于：
所述第一墙体和所述第二墙体之间设有第三墙体，于所述第一墙体上开设有设有检修窗，于所述第二墙体上开设有替换相控阵雷达(314)的置换窗，于所述第三墙体上设有门。
10.一种测试相控阵雷达的方法，其特征在于：
测试方法包括单测试方法、多测试方法、干扰测试方法或等效全向功率EIRP测试方法的一种或一种以上的任意组合的测试方法；
其中，单测试方法包括如下测试步骤：
将待测雷达通过测试工装夹具固定于载物台(313)上，待测雷达上电并工作在正常工作模式，
通过中控电脑控制载物台(313)的转动，改变待测雷达的方位与角度，
通过中控电脑启动雷达模拟器，设置不同的速度、距离、角度、RCS信息，
通过中控电脑读取雷达接收到的速度、距离、角度、RCS信息，
记录测试雷达获取到的角度位置最大/最小/中间值探测距离，最大速度/最小速度/中间速度，正探测角度/零度角度/负探测角度，RCS信息；
其中，多目标测试，包括进行距离分辨力、速度分辨力和角度分辨力测试，
将待测雷达通过测试工装夹具固定于载物台(313)上，待测雷达上电并工作在正常工作模式，
距离分辨力测试包括如下步骤：
通过中控电脑设置模拟器一和模拟器二，使模拟器一和模拟器二相较于雷达间均具有相同的初始位置D1、角度和RCS，
固定模拟器一在D1位置不变，保持步进地更改模拟器一与模拟器二的距离，
当待测能雷达区分模拟器一和模拟器二的距离精度满足要求时，记录此时的距离D2，得到实际最小距离分辨力为|D1-D2|，
重复上述距离分辨力测试步骤，测试N组数据，计算N组数据分辨力的平均值，得到雷达距离分辨力；
速度分辨力测试包括如下步骤：
通过中控电脑设置模拟器一和模拟器二，使模拟器一和模拟器二相较于雷达间均具有相同的初始位置D1、RCS和初始速度V1，
模拟器一的速度V1保持不变，改变模拟器二的速度，当雷达能区分模拟器一和模拟器二间的距离、角度和速度时，记下此时模拟器二的速度为V2，得到速度分辨力为|V1-V2|，
重复上述速度分辨力测试步骤，测试N组数据，计算N组数据分辨力的平均值，得到雷达速度分辨力；
角度分辨力测试包括如下步骤：
通过中控电脑设置模拟器一和模拟器二，使模拟器一和模拟器二相较于雷达间均具有相同的初始位置D1、RCS和角度位置￠1，
固定模拟器一的角度￠1保持不变，改变模拟器二的角度，
当雷达能区分模拟器一和模拟器二的距离和RCS时，记录此时二的角度为￠2，则角度分辨力为|￠2-￠1|，
重复上述角度分辨力测试步骤，测试N组数据，计算N组数据分辨力的平均值，为雷达角度分辨力；
测得的距离分辨力、雷达速度分辨力和雷达角度分辨力为所测雷达的多目标测试值；
其中，干扰测试包括如下步骤：
将待测雷达通过测试工装夹具固定于被测物转台上，待测雷达上电并工作在正常工作模式，
通过中控电脑设置模拟器的初始位置、速度、RCS值，
通过中控电脑启动干扰源(210)，并设置干扰源(210)发出的干扰信号幅度低于雷达指标20dB；
以不小于特定时间间隔步进式增加干扰信号幅度，直到待测雷达性能发生偏离或者达到预设定的数据时，记录测试数据；
其中，等效全向功率EIRP测试包括以下步骤：
将待测雷达通过测试工装夹具固定于被测物转台上，待测雷达上电并工作在正常工作模式，
通过中控电脑启动频谱仪或功率计，
通过载物台(313)沿水平向转动待测雷达，记录水平向各角度的输出功率，
通过载物台(313)在俯仰向转动待测雷达，记录俯仰向各角度的输出功率，
通过中控电脑获取水平向和俯仰向的峰值得到雷达等效全向功率EIRP。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202111082199.3A CN113671469A (zh) | 2021-09-15 | 2021-09-15 | 一种相控阵雷达测试***及其测试相控阵雷达的方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202111082199.3A CN113671469A (zh) | 2021-09-15 | 2021-09-15 | 一种相控阵雷达测试***及其测试相控阵雷达的方法 |
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| CN113671469A true CN113671469A (zh) | 2021-11-19 |
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ID=78549472
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR20230093552A (ko) * | 2021-12-20 | 2023-06-27 | 주식회사 엠더블유이 | 차량센서 측정시스템 |
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2021
- 2021-09-15 CN CN202111082199.3A patent/CN113671469A/zh active Pending
Cited By (3)
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| KR20230093552A (ko) * | 2021-12-20 | 2023-06-27 | 주식회사 엠더블유이 | 차량센서 측정시스템 |
| WO2023121174A1 (ko) * | 2021-12-20 | 2023-06-29 | 주식회사 엠더블유이 | 차량센서 측정시스템 |
| KR102648304B1 (ko) * | 2021-12-20 | 2024-04-04 | 주식회사 엠더블유이 | 차량센서 측정시스템 |
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