《便携式雷达天线系统测试和控制平台的设计》
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摘 要：雷达天线系统主要为了实现雷达的跟踪定位,要求雷达定位控制精度高、响应速度快.传统的雷达检测设备体积庞大,虽然可以完成测量工作,但是只能作为内场的检测设备,无法将其应用在外场检测需求中,在跟踪定位过程中容易受到周围环境的干扰,影响到测量性能.随着计算机技术、电力电子技术的发展,现代雷达系统逐渐向集成化方向发展,为了确保雷达天线系统的内外检测需要,采用嵌入式系统、通用操作系统、专业检测软件的测试与控制系统平台,可以缩小雷达天线系统测试的体积,方便携带,改变过去雷达天线系统体积庞大的局限性,更有利于雷达天线系统的应用发展.
关键词：便携式雷达;天线系统测试;控制平台
引言：
雷达是通过向探测目标发射电磁波,并将接收器电磁波反射的回波,从而测量出探测目标和电磁波发射点位置的距离、径向方向、方位、高度等信息,确定测定目标的空间信息的电子设备.雷达技术不需要受到天气状况、测量距离等自然因素的影响,可以穿透物体,空间分辨率可以达到几十米,具有全天候、全天时的特点,因此广泛应用在土壤湿度调查、地质勘探、矿产寻找、森林资源调查、军事等各个领域.雷达天线系统与控制平台是实现雷达定位、跟踪能力的关键系统,影响到雷达探测最终空间位置信息的精度和准度.传统的雷达天线测试设备体积庞大、操作复杂、不宜携带,一定程度上影响了雷达天线测试系统与控制平台的应用.便携式雷达天線系统测试与控制平台在设计的时候,综合了实际检测需要、检测环境、能耗以及体积等各方面的需求,确保雷电天线系统测试与控制平台不仅可以完成天线的检测任务,而且还可以满足雷达天线内外检测的需求.
1.雷达天线测控平台的需求分析
某型号的雷达天线系统包括扫描器、电子控制放大器构成,扫描器是由天线稳定平台、方位驱动单元、反射体三部分构成,液压驱动器控制扫描器的方位、俯仰转动、横滚稳定,天线主要有水平极化、园极化、垂直极化;电子控制放大器是扫描器和雷达数据处理器的接口,当雷达系统开始工作时,雷达探测的数据处理器接收到操作台的信号,数据处理器将信号发送给电子控制放大器,电子控制放大器控制扫描器带动天线组件开始运动,并对扫描件、电子放大器内部运行状态进行监控.根据雷达天线系统的工作原理,需要对雷达天线系统进行检测,并对天线系统进行测试,才能确保雷达天线有序运行.
2.便携式雷达天线系统测试与控制平台的设计
便携式雷达天线系统测试与控制平台包括硬件部分和软件部分,在设计的时候,需要结合到便携式雷达天线系统的需求.
2.1便携式雷达天线系统的硬件设计
便携式雷达天线系统测控平台主要用于检测雷达天线系统故障,因此需要考虑到雷达实际工作需求,同时还要考虑到未来雷达技术和设备的发展,让测控平台具有一定的兼容性、扩展性.因此,雷达天线测控平台采用便携式箱体、28V—115V400Hz电源组件,采用嵌入式处理器、专用检测板卡、windows操作系统以及专用检测软件,确保整个雷达天线测控平台的便捷性、可靠性.雷达天线系统测控平台的硬件由ARM嵌入式处理器、专用检测卡板、电源模块、通信模块、供电电缆、显示屏等.其中嵌入式处理器是整个雷达天线测控系统的中心,发布测控信号,并对测试结果进行分析、处理,处理后直接将其显示在显示屏上;电源模块主要负责提供电源;通信模块负责整个测控平台的网络通信,电缆主要负责被测天线系统与测控平台的数据信号传输,下图为雷达天线测控系统的硬件结构：
2.1.1嵌入式处理器
ARM嵌入式处理器是高性能的处理器,是目前的主流方向,在嵌入式设备、可穿戴智能设备、智能手机、平板电脑以及物联网设备中广泛应用.嵌入式处理器主要负责控制整个雷达天线测控平台,确保整个平台有序运行.嵌入式处理器其实是一个微型计算机系统,它采用超大规模集成电路技术把处理器、随机存储器、中断系统、定时器和计数器等功能集成到一块硅片上形成一个小的微型计算机系统.体积小、质量轻、便宜,可以连续工作六七十个小时无障碍工作,因此在工业领域广泛应用.
2.1.2检测板卡
雷达天线测控需要模拟、处理、开关量信号、方位转速信号等大量信号,因此需要信号板模块,信号板模块就是检测板卡,是雷达天线测控平台重要的一部分,主要为被测设备扫描器和电子放大器提供需要的各种信号.
2.1.3电源模块
雷达天线系统测控平台不仅为内部检测板卡供电,而且还要为被测量的扫描件和电子控制放大器供电.为了满足测控平台的供电需求,采用28V、220V双电源供电模式,满足内外场的测试需求.
2.1.4通信模块
通信模块是实现雷达天线测控平台执行命令的传递以及各个模块的信息传递,因此必须制定合适的通信方案,确保雷达天线测控平台的信息传递.
2.2雷达天线测控平台的软件设计
雷达天线测控平台的运行需要软件支撑,软件的性能直接影响到雷达天线测控工作的正常开展,是实现雷达天线测控平台数据分析、处理、存储、显示的关键.根据雷达天线测控平台的工作要求,结合整个测控平台的硬件系统,因此测控拼图的软件系统包括运行平台也就是windows操作系统以及测控系统的应用软件.雷达天线测控系统软件采用应用层、管理层、物理层分布式结构.根据这种分布式系统的要求,运行平台采用Hardtop平台通过Hardtop分布式文件系统,让用户可以利用Hardtop轻松构建分布式计算机平台,并充分利用Hardtop的集群能力和计算能力,实现对海量数据信息的处理,确保整个系统的规范化、可靠性、分层分布、开放性等要求.
结束语：
便携式雷达天线测控平台需要综合场内外工作环境,雷达天线测控系统的硬件设计和软件设计都采用通用性、标准化的设计模式,确保整个测控平台的兼容性、可拓展性,为后续平台的扩展提供可能性.
参考文献
[1] 董华,温倩,初晓军.便携式雷达天线系统测试与控制平台的设计[J].计算机测量与控制,2014,22（3）：787-789.
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系统测试和雷达引用文献:
[1] 系统测试和雷达研究生毕业论文范文 关于系统测试和雷达相关学年毕业论文范文2000字
[2] 定稿查重系统测试做什么
[3] 系统设计和自动化测试在职研究生论文范文 系统设计和自动化测试论文范例2万字
