【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種機(jī)載雷達(dá)發(fā)射機(jī)原位性能檢測(cè)與狀態(tài)監(jiān)控裝置，屬于裝備測(cè)試。
技術(shù)介紹
1、雷達(dá)性能檢測(cè)工作貫穿雷達(dá)全壽命周期各階段，雖然在出廠前開展軍檢驗(yàn)收時(shí)，已對(duì)雷達(dá)整機(jī)、分系統(tǒng)、分機(jī)的性能指標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)測(cè)試，但在雷達(dá)使用階段，各項(xiàng)性能指標(biāo)均可能發(fā)生變化，單項(xiàng)指標(biāo)的下降會(huì)影響雷達(dá)的工作狀態(tài)和作戰(zhàn)效能，甚至導(dǎo)致雷達(dá)故障。因此，定期測(cè)量雷達(dá)性能參數(shù)并在一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)及時(shí)掌握雷達(dá)的技術(shù)狀態(tài)，視情采取相應(yīng)維護(hù)措施十分必要。
2、傳統(tǒng)的機(jī)載雷達(dá)信號(hào)參數(shù)原位測(cè)量過程可借助多種通用儀器組合完成。例如，對(duì)于信號(hào)峰值功率測(cè)量可利用輻射法通過功率計(jì)讀取測(cè)量結(jié)果；對(duì)于脈沖信號(hào)波形參數(shù)可以將信號(hào)接入檢波器后連接示波器，操作光標(biāo)獲取數(shù)據(jù)。上述測(cè)量方法雖較為經(jīng)典并具通用性，可以滿足一般條件下(如院校教學(xué)實(shí)操、廠所分機(jī)維修)的測(cè)試需求，但對(duì)于部隊(duì)外場(chǎng)飛機(jī)維護(hù)工作，卻存在攜行使用不便、操作步驟繁瑣等問題。近年來隨著儀器科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的研究?jī)A向于利用計(jì)算機(jī)軟件控制測(cè)量?jī)x器完成雷達(dá)系統(tǒng)相關(guān)測(cè)試工作，在一定程度上解決了人工操作效率低、精度差的困難，但在雷達(dá)測(cè)試由手動(dòng)向自動(dòng)的轉(zhuǎn)變過程中，卻仍存在以下不足之處：
3、(1)通用儀器外場(chǎng)使用：用于自動(dòng)測(cè)試的軟件仍多針對(duì)傳統(tǒng)通用儀器開發(fā)，而通用儀器依賴外部供電且體積大便攜性較差，不利于部隊(duì)外場(chǎng)條件下高效開展工作；
4、(2)測(cè)量過程流程化：即便部分高性能儀器提供了特定參數(shù)測(cè)量的功能選件，部分研制雷達(dá)的廠所也開發(fā)了相應(yīng)的自動(dòng)測(cè)試軟件，但針對(duì)每一測(cè)試項(xiàng)仍需在軟件界面
5、(3)bit展示：目前雷達(dá)發(fā)射機(jī)自檢時(shí)bit結(jié)果多以代碼形式顯示在座艙顯示器，不便于測(cè)試人員及時(shí)掌握裝備的健康狀態(tài)，而現(xiàn)有自動(dòng)測(cè)試研究多針對(duì)于機(jī)外輻射參數(shù)的測(cè)量，忽略了機(jī)內(nèi)自建測(cè)試結(jié)果的分析與展示。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決上述機(jī)載雷達(dá)發(fā)射機(jī)檢測(cè)中存在三方面問題，本專利技術(shù)提供了一種機(jī)載雷達(dá)發(fā)射機(jī)原位性能檢測(cè)與狀態(tài)監(jiān)控裝置，該裝置具有緊湊且輕量化的設(shè)計(jì)，同時(shí)也具備一鍵流程化性能參數(shù)快速測(cè)量的功能，可實(shí)現(xiàn)機(jī)內(nèi)bit數(shù)據(jù)解析和機(jī)外原位性能測(cè)試的結(jié)合，使測(cè)試人員更加快速、準(zhǔn)確地獲取機(jī)載雷達(dá)發(fā)射機(jī)的性能狀態(tài)，為后續(xù)的維修保障工作提供有力支持。為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)的技術(shù)方案為：
2、一種機(jī)載雷達(dá)發(fā)射機(jī)原位性能檢測(cè)與狀態(tài)監(jiān)控裝置，其特征在于包括硬件系統(tǒng)及軟件系統(tǒng)；
3、硬件系統(tǒng)包括安裝于殼體內(nèi)的頻譜分析模塊1、嵌入式工控機(jī)2、供電單元3、觸摸顯示屏4，嵌入式工控機(jī)2與頻譜分析模塊1、觸摸顯示屏4、雷達(dá)發(fā)射機(jī)5相通訊，供電單元3為頻譜分析模塊1、觸摸顯示屏4、嵌入式工控機(jī)2供電；
4、軟件系統(tǒng)包括設(shè)于嵌入式工控機(jī)2內(nèi)的性能檢測(cè)模塊6、狀態(tài)監(jiān)控模塊7、bit監(jiān)控模塊8、系統(tǒng)設(shè)置模塊9；性能檢測(cè)模塊6測(cè)量到的雷達(dá)信號(hào)參數(shù)，將作為狀態(tài)監(jiān)控模塊7查看歷史性能趨勢(shì)的數(shù)據(jù)來源，系統(tǒng)設(shè)置模塊9中設(shè)置的環(huán)境參數(shù)、飛機(jī)型號(hào)，將決定性能檢測(cè)模塊6的測(cè)量項(xiàng)目、流程以及換算結(jié)果；
5、所述性能檢測(cè)模塊6用于通過對(duì)頻譜分析模塊的控制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，完成相位噪聲、脈沖波形、峰值功率等雷達(dá)發(fā)射機(jī)性能參數(shù)的一鍵式自動(dòng)測(cè)量與保存；
6、所述狀態(tài)監(jiān)控模塊7基于性能檢測(cè)模塊6提供的雷達(dá)發(fā)射機(jī)5的信號(hào)功率、相位噪聲、脈沖寬度、脈沖重復(fù)周期等性能參數(shù)測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)發(fā)射機(jī)的各項(xiàng)性能參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)比較，并通過圖形化展示以及歷史數(shù)據(jù)曲線趨勢(shì)分析，便于后續(xù)性能評(píng)估和狀態(tài)預(yù)測(cè)，為雷達(dá)發(fā)射機(jī)5維護(hù)保障提供參考建議；
7、所述bit監(jiān)控模塊8用于在通過rs232串口讀取機(jī)載雷達(dá)發(fā)射機(jī)bit數(shù)據(jù)，以快速發(fā)現(xiàn)和定位故障；由于bit信息是以16進(jìn)制串行數(shù)據(jù)傳遞，bit監(jiān)控模塊8以不同顏色區(qū)分雷達(dá)發(fā)射機(jī)5內(nèi)部單元的健康狀態(tài)，并提示雷達(dá)發(fā)射機(jī)5當(dāng)前故障情況；
8、所述系統(tǒng)設(shè)置模塊9用于設(shè)置測(cè)量過程中的多項(xiàng)環(huán)境參數(shù)，如線纜損耗、天線間距、天線增益等用于發(fā)射機(jī)性能參數(shù)換算；能選擇不同的飛機(jī)型號(hào)，以快速加載環(huán)境參數(shù)及信號(hào)樣式；能實(shí)時(shí)顯示設(shè)備的自檢狀態(tài)、連接狀態(tài)以及電池的使用情況。
9、進(jìn)一步，所述殼體由多個(gè)面板構(gòu)成，面板上設(shè)置有安裝柱、風(fēng)扇，殼體內(nèi)部采用分層設(shè)計(jì)，使內(nèi)部的功能模塊分布更加緊湊，裝置整體尺寸得以控制在較小范圍，便于攜帶和外場(chǎng)使用，此外兩側(cè)面板開有散熱孔，配合風(fēng)扇利于設(shè)備散熱。
10、進(jìn)一步，所述頻譜分析模塊1能按照軟件平臺(tái)所設(shè)置的測(cè)量要求，對(duì)接收到的雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域、頻域分析與測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果上送至軟件平臺(tái)；所述頻譜分析模塊1由超外差式接收機(jī)射頻前端和fpga數(shù)字處理后端兩部分組成，能工作于“頻率掃描”、“功率檢波”、“iq分析”、“實(shí)時(shí)頻譜”四種狀態(tài)；
11、進(jìn)一步，所述嵌入式工控機(jī)2攜帶多個(gè)io接口，其中：2路usb3.0接口與頻譜分析模塊連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互；串口com1通過專用電纜與雷達(dá)發(fā)射機(jī)5相連接收bit數(shù)據(jù)；串口com2接收供電單元3上送的實(shí)時(shí)電池電量信息；hdmi接口與觸摸顯示屏4相連；
12、進(jìn)一步，所述供電單元3包括電池、電源轉(zhuǎn)接板，電池將電能提供給電源轉(zhuǎn)接板，供電電壓為14.8v，轉(zhuǎn)接板將電池電壓轉(zhuǎn)換為多路特定電壓滿足硬件系統(tǒng)中各設(shè)備用電需求，電源轉(zhuǎn)接板能讀取電池信息并通過串行通信傳遞給嵌入式工控機(jī)2，用于人機(jī)界面顯示；
13、進(jìn)一步，所述觸摸顯示屏4屏幕尺寸為8英寸，顯示分辨率為800*600，最高支持輸入信號(hào)參數(shù)為1920*1080p@75fps。
14、進(jìn)一步，所述通過性能檢測(cè)模塊6完成雷達(dá)信號(hào)頻域多項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)的自動(dòng)測(cè)量，具體步驟包括：
15、s11.性能檢測(cè)模塊6將頻譜分析模塊1置于“實(shí)時(shí)頻譜”模式下，獲取連續(xù)不間斷的實(shí)時(shí)頻譜數(shù)據(jù)；
16、s12.設(shè)置掃描寬度span范圍足以覆蓋目標(biāo)頻譜主瓣，分辨率帶寬rbw設(shè)置為自動(dòng)；根據(jù)頻譜序列找到功率峰值所對(duì)應(yīng)的頻點(diǎn)，記為f；再將頻譜分析模塊1的中心頻率cf設(shè)置為f，span設(shè)置為略大于當(dāng)前rbw的5倍，然后調(diào)整rbw<＝span/200，再次讀取功率最大值，即可得到較為精確載波頻率測(cè)量結(jié)果f′；
17、s13.設(shè)定rbw應(yīng)滿足rbw≤0.3*δf，在頻譜序列中讀取載波頻率f′處功率值pc，及距f′偏移量為δf處附近的頻點(diǎn)功率值pδf，則相位噪聲l(δf)計(jì)算公式為：
18、
19、進(jìn)一步，若被測(cè)雷達(dá)信號(hào)包含捷變頻率，其步驟如下：
20、s21.性能檢測(cè)模塊6使頻譜分析模塊1工作于“最大保持”狀態(tài)，設(shè)置span覆蓋全部捷變頻點(diǎn)，rbw設(shè)置為自動(dòng)，待跡線基本維持不變；
21、s22.將當(dāng)前狀態(tài)下頻譜跡線的各點(diǎn)p(x,y)記入數(shù)組dlist，其中x本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種機(jī)載雷達(dá)發(fā)射機(jī)原位性能檢測(cè)與狀態(tài)監(jiān)控裝置，其特征在于，包括硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)，硬件系統(tǒng)包括安裝于殼體內(nèi)的頻譜分析模塊、嵌入式工控機(jī)、供電單元、觸摸顯示屏，嵌入式工控機(jī)與頻譜分析模塊、觸摸顯示屏、雷達(dá)發(fā)射機(jī)相通訊，供電單元為頻譜分析模塊、嵌入式工控機(jī)、觸摸顯示屏供電；
2.如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)載雷達(dá)發(fā)射機(jī)原位性能檢測(cè)與狀態(tài)監(jiān)控裝置，其特征在于，所述殼體由多個(gè)面板構(gòu)成，面板上設(shè)置有安裝柱、風(fēng)扇，殼體內(nèi)部采用分層設(shè)計(jì)，兩側(cè)面板開有散熱孔。
3.如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)載雷達(dá)發(fā)射機(jī)原位性能檢測(cè)與狀態(tài)監(jiān)控裝置，其特征在于，所述頻譜分析模塊能按照軟件平臺(tái)所設(shè)置的測(cè)量要求，對(duì)接收到的雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域、頻域分析與測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果上送至軟件平臺(tái)；所述頻譜分析模塊由超外差式接收機(jī)射頻前端和FPGA數(shù)字處理后端兩部分組成，能工作于“頻率掃描”、“功率檢波”、“IQ分析”、“實(shí)時(shí)頻譜”四種狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)載雷達(dá)發(fā)射機(jī)原位性能檢測(cè)與狀態(tài)監(jiān)控裝置，其特征在于，所述嵌入式工控機(jī)攜帶多個(gè)I/O接口，其中：USB3.0接口與頻譜分析模塊連接，實(shí)
5.如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)載雷達(dá)發(fā)射機(jī)原位性能檢測(cè)與狀態(tài)監(jiān)控裝置，其特征在于，所述供電單元包括電池、電源轉(zhuǎn)接板，電池將電能提供給電源轉(zhuǎn)接板，供電電壓為14.8V，轉(zhuǎn)接板將電池電壓轉(zhuǎn)換為多路特定電壓滿足硬件系統(tǒng)中各設(shè)備用電需求，電源轉(zhuǎn)接板能讀取電池信息并通過串行通信傳遞給嵌入式工控機(jī)，用于人機(jī)界面顯示。
6.如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)載雷達(dá)發(fā)射機(jī)原位性能檢測(cè)與狀態(tài)監(jiān)控裝置，其特征在于，所述觸摸顯示屏屏幕尺寸為8英寸，顯示分辨率為800*600，最高支持輸入信號(hào)參數(shù)為1920*1080p@75fps；所述機(jī)載雷達(dá)5為機(jī)載脈沖多普勒雷達(dá)。
7.如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)載雷達(dá)發(fā)射機(jī)原位性能檢測(cè)與狀態(tài)監(jiān)控裝置，其特征在于，所述性能檢測(cè)模塊完成雷達(dá)信號(hào)頻域多項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)的自動(dòng)測(cè)量，具體步驟包括：
8.如權(quán)利要求7所述的一種機(jī)載雷達(dá)發(fā)射機(jī)原位性能檢測(cè)與狀態(tài)監(jiān)控裝置，其特征在于，所述雷達(dá)信號(hào)包含捷變頻率的情況下，其步驟如下：
9.如權(quán)利要求7所述的一種機(jī)載雷達(dá)發(fā)射機(jī)原位性能檢測(cè)與狀態(tài)監(jiān)控裝置，其特征在于，所述性能檢測(cè)模塊能完成雷達(dá)信號(hào)時(shí)域多項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)的自動(dòng)測(cè)量，具體步驟包括；
10.如權(quán)利要求9所述的一種機(jī)載雷達(dá)發(fā)射機(jī)原位性能檢測(cè)與狀態(tài)監(jiān)控裝置，其特征在于，所述時(shí)域多項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)的自動(dòng)測(cè)量，對(duì)于被測(cè)信號(hào)包含多組重復(fù)周期的情況，其具體步驟包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種機(jī)載雷達(dá)發(fā)射機(jī)原位性能檢測(cè)與狀態(tài)監(jiān)控裝置，其特征在于，包括硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)，硬件系統(tǒng)包括安裝于殼體內(nèi)的頻譜分析模塊、嵌入式工控機(jī)、供電單元、觸摸顯示屏，嵌入式工控機(jī)與頻譜分析模塊、觸摸顯示屏、雷達(dá)發(fā)射機(jī)相通訊，供電單元為頻譜分析模塊、嵌入式工控機(jī)、觸摸顯示屏供電；
2.如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)載雷達(dá)發(fā)射機(jī)原位性能檢測(cè)與狀態(tài)監(jiān)控裝置，其特征在于，所述殼體由多個(gè)面板構(gòu)成，面板上設(shè)置有安裝柱、風(fēng)扇，殼體內(nèi)部采用分層設(shè)計(jì)，兩側(cè)面板開有散熱孔。
3.如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)載雷達(dá)發(fā)射機(jī)原位性能檢測(cè)與狀態(tài)監(jiān)控裝置，其特征在于，所述頻譜分析模塊能按照軟件平臺(tái)所設(shè)置的測(cè)量要求，對(duì)接收到的雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域、頻域分析與測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果上送至軟件平臺(tái)；所述頻譜分析模塊由超外差式接收機(jī)射頻前端和fpga數(shù)字處理后端兩部分組成，能工作于“頻率掃描”、“功率檢波”、“iq分析”、“實(shí)時(shí)頻譜”四種狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)載雷達(dá)發(fā)射機(jī)原位性能檢測(cè)與狀態(tài)監(jiān)控裝置，其特征在于，所述嵌入式工控機(jī)攜帶多個(gè)i/o接口，其中：usb3.0接口與頻譜分析模塊連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互；串口com1通過專用電纜與雷達(dá)發(fā)射機(jī)相連接收bit數(shù)據(jù)；串口com2接收供電單元上送的實(shí)時(shí)電池電量信息；hdmi接口與觸摸顯示屏相連。
5.如權(quán)利要求1所述的一...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉勇，郭凱，劉雪瑩，唐曦，賀彬，姜慶陽，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國人民解放軍海軍航空大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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