基于PXI模塊化儀器和LabVIEW軟件 開發二次監視雷達自動測試系統

　　挑戰:

　　運用PXI模塊化儀器和LabVIEW軟件開發二次監視雷達自動測試系統。

　　解決方案:

　　通過使用NI PXI模塊化儀器和NI LabVIEW FPGA模塊，設計一種用戶自定義的且可擴展的方案，以測試雷達的全部功能。

　　與主雷達不同，二次監視雷達(SSR)可以通過建立雙向通信連接，收集包括身份、高度、國家代碼等信息，以計算出目標飛行器的距離和方位角。SSR被工程師應用于軍用航空和民用航空中，前者通常包括一個敵友鑒別系統。

　　SSR可以工作在多種模式，以獲取目標的信息。系統通過雷達的雙向旋轉天線發射出1030MHZ的詢問脈沖信號。如果目標發現了詢問脈沖，其異頻雷達收發機會返回1090MHz的幀脈沖。地面基站的雷達將產生詢問脈沖并要求目標根據模式A/3A、模式C或模式S返回諸如身份、高度、國家代碼等信息。以詢問回答為依據，飛行器回復一個標準的應答脈沖格式。系統便能以速度-距離關系、旋轉天線相對于北方或者前進方向的位置為依據計算出目標的距離和方位角。

　　當今的雷達在配置到軍用航天設備或民用航天設備之前都需要通過嚴格的測試。我們基于NI PXI模塊化儀器開發出的自動測試系統以實現雷達的功能測試，該系統同時還可以測試接收器(RX)和發送器(TX)的物理參數，包括：接收器帶寬、接收器靈敏度、發送器功率、發送器脈沖等參數。功能測試包括：目標模擬器與雷達間以1090MHz頻率通信、視頻信號檢測、基于合成的TTL邏輯視頻信號的雷達掃描變換器顯示，以及局域網通信。來自于目標和多目標模擬器的返回脈沖，或是靜止的或沿著軌道運動的。圖1為連接到SSR的自動測試系統的整體框圖。

　　系統概覽

　　我們開發的系統包含一個NI PXI-1042八槽機箱和一個NI PXI-8196嵌入式控制器。通過設置雷達工作在發送模式或接收模式，來實現發送器或者接收器功能;同時通過FPGA平臺產生和模擬外部的天線信號以及方位角計數脈沖。目標返回脈沖由NI PXI-5671矢量信號發生器(VSG)產生，脈沖頻率為1090MHz。系統通過用于接收器功能測試的示波器板卡從接受器獲得視頻解調信號。系統還可以通過NI PXI-5661矢量信號分析儀(VSA)獲得大功率傳輸的RF脈沖，以分析發送器的信號功率和脈沖參數。通過FPGA的數字信號輸入端口采集雷達處理單元所產生的合成TTL視頻數據，這些數據被用于雷達掃描變換器以便在極坐標上顯示目標的距離、方位、信息碼，高度和國家代碼。圖2展示了連接到SSR上的自動測試系統的細節原理圖。