CN110289873A - 一种机载天线罩电性能测试全频段微波转换系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于航空技术领域，提供一种机载天线罩电性能测试全频段微波转换系统，包括：控制计算机(1)、切换单元驱动器(2)、切换单元(3)、接收单元(4)；所述控制计算机(1)采集接收单元(4)的微波信号，并且向切换单元驱动器(2)发送通道切换指令；切换单元驱动器(2)为切换单元(3)提供工作电源，并且按照所述通道切换指令控制切换单元(3)切换通信链路；接收单元(4)接收切换单元(3)通信链路传输的微波信号。

Description

一种机载天线罩电性能测试全频段微波转换系统

技术领域

本发明属于航空技术领域，涉及一种用于机载天线罩测试的微波信号切换传输。

背景技术

天线罩电性能测试全频段微波转换系统在机载天线罩测试任务中主要用于对多路接收天线信号无损耗或小损耗传输接收采集，包括微波切换驱动器和微波切换部分、射频连接件、控制软件四大部分。目前没有相应的测试转换装置，无法完成射频信号多路接收采集处理。

发明内容

解决的技术问题

本发明提供一种机载天线罩电性能测试全频段微波转换系统，实现了将多路微波信号转换成单路进行接收采集处理，解决了多波段阵列天线、多波束天线的雷达天线罩电性能测试时频段通道无法自动转换的问题，以实现多波段阵列天线及多波束天线在测试期间频段通道间的自动切换，减少人工干预频数，提高作业效率，特别是对于有关相位项目的测试，能保证加罩前后测试电缆状态的一致性，以减少电缆状态的变化对测试结果的影响，提高试验数据准确、可靠。

技术方案

一种机载天线罩电性能测试全频段微波转换系统，包括：控制计算机1、切换单元驱动器2、切换单元3、接收单元4；

所述控制计算机1采集接收单元4的微波信号，并且向切换单元驱动器2发送通道切换指令；

切换单元驱动器2为切换单元3提供工作电源，并且按照所述通道切换指令控制切换单元3切换通信链路；

接收单元4接收切换单元3通信链路传输的微波信号。

切换单元3内包括至少1个一级微波开关31和至少1个二级微波开关32，每个一级微波开关31的所有输入端与天线组件连接，每个一级微波开关31的输出端与二级微波开关32的1个输入端连接；二级微波开关32的输出端与接收单元4连接。

二级微波开关32不与一级微波开关31的输出端连接的输入端与天线组件连接。

一级微波开关31与二级微波开关32通过定制射频电缆与天线组件连接。

二级微波开关32的输出端与接收单元4之间通过功放连接。

所述接收单元4为频谱分析仪或者矢量网络分析仪。

所述一级微波开关31与二级微波开关32为单刀六掷同轴射频开关。

切换单元驱动器2、切换单元3、接收单元4位于天线暗室中，控制计算机1位于天线控制室内。

天线控制室与天线暗室间通过光纤或者LAN网连接。

一级微波开关31与二级微波开关32之间通过半钢性射频电缆连接。

有益效果

本发明提供了一种机载天线罩全频段微波信号转换系统，其驱动器及转换单元采用标准3U高，全机架宽，内部集成充分考虑线缆、器件耦合、衰减及电磁干扰等，避免射频信号电缆的二次转接，以最大限度的减小转接对信号质量的影响；测控软件具有远程控制功能，操作界面全中文可视化，控制接口和软件应有详细的接口定义及二次开发能力，以便后续升级。

本发明提供了一种天线罩全频段微波信号转换系统，其驱动器及切换单元采用兼容性较好的HTASD2806-L及HTWSU2819,其结构设计合理，充分符合人性化设计，具有良好的稳定性和操作安全性；微波开关间级联采用半钢性射频电缆，插入损耗低、驻波比较小对测试系统影响非常小，该系统与接收天线组件连接的多路射频电缆采用戈尔(目前射频电缆行业传输损耗小、驻波比，且稳幅稳相可靠的电缆厂家定制)，系统另一端连接接收设备电缆也是戈尔品牌且电缆长度控制在使用最佳范围内，具有较好的工艺性。系统结构设计合理，充分符合人性化设计，具有良好的稳定性和操作安全性；且满足电磁兼容要求，不会对试验产品及测试系统周围环境产生明显的电磁兼容影响。在系统切换机箱通道接口面板上多预留20多个通道接口，方便后续接收天线通道的增加，可满足后续十几年来升级测试。

另外，系统还具有电气保护功能，具有短路保护、过欠压、过流、漏电保护。能够保障试验人员的安全性，对测试系统与全频段自动转换微波开关的电源接地进行隔离，系统金属外壳接地，不用的通路有吸收负载等保护措施。

附图说明

图1系统连接框图；

图2系统连接布局图；

图3驱动器面板图；

图4切换单元面板图；

图5射频电缆多通道切换硬件连接示意图；

图6系统驱动连接电缆图；

图3其中：1.驱动电源输出口，2.断路器，3.电源输入口，4.驱动信号输出1口，5.驱动信号输出2口，6.驱动调试口，7.GPIB接口，8.GPIB设置开关，9.USB预留口，10.LAN接口，11.风扇，12.接地端。

图4其中：13.电源指示灯，14.驱动信号输入口，15.驱动电源输入口，16.接地端，17.级联半钢性射频电缆，18.微波切换开关，19.预留接口(备用扩展升级)。

具体实施方式

结合附图对本发明一种机载天线罩全频段微波信号转换系统作详细说明：

包括定制接收射频电缆若干，定制射频电缆具有损耗小、驻波比低，可以有效降低对射频信号的幅度、相位的改变，定制电缆将接收天线组件与微波信号切换单元相连；要实现多通道接收，切换单元是将3个单刀六掷(SP6T)同轴射频开关进行级联组合而成，级联是由抗拉力性好的半钢性射频电缆实现的，其中1个单刀六掷(SP6T)同轴射频开关作为一级输出的6路中有2路与剩下的2个单刀六掷同轴射频开关级联，作为二级输出，这样可实现对16路多波束接收天线控制接收(如图1所示)；微波切换单元输出可通过定置短射频电缆连接至信号放大器，接收信号经放大器放大后输入至接输设备，最终完成后续测试采集处理等。

工作时,首先将驱动器及切换单元机箱有效接地，然后将接收天线组件与微波信号切换单元连接，微波信号切换单元射频输出端与放大器连接，放大器输出端与微波信号最终接收设备连接，微波信号切换单元的驱动控制端与驱动器连接，驱动器与控制计算通过GPIB控制，实现光纤连接(或直接通过网线连接)，可实现远程控制操作。本系统传输损耗低、抗电磁干扰强、测试操作方便快捷、测试数据较准确可靠、工艺性和转换性佳等优点。

结合附图对本机载天线罩电性能测试全频段微波转换系统作详细说明：

提供一种多波束接收天线组件微波信号接收通道转换控制装置，系统可将16路待测天线组件输出接口直接连接至微波切换单元输入端，在微波切换单元输出端仅需一根定置低损射频电缆与功率放大器连接，功率放大器输入与天线端不需要手动切换16路或更多路，各通道切换全部通过软件自动远程控制。

微波切换驱动器(如图3)由1.驱动电源输出口采用较大电流导通能力航空接插件，满足测试系统用电要求；2.断路器是10AMP型，当出现故障跳闸时，需处理完故障才可复位；3.电源输入口采用VDE标准插座，具有可靠接地保护；4.驱动信号输出1口采用标准DB25插座，连接可靠安全，5.驱动信号输出2口(同上)，6.驱动调试口，7.GPIB接口满足IEE488.2机械特性要求，8.GPIB设置开关特殊使用时可根据需求进行设置，9.USB预留口，10.LAN接口标准网络接口方便操作使用，11.风扇对机箱器件工作冷却，12.接地端等部件封装于标准3U机箱，具有短路保护、过欠压、过流、漏电等电气保护功能。

切换单元由(如图4)13.电源指示灯对仪器工作状态指示；14.驱动信号输入口与驱动器端连接一致，满足驱动与切换单元连接(如图6)；15.驱动电源输入口与驱动器端连接一致，满足驱动与切换单元连接；16.接地端与电源地隔离(如图6)；17.级联半钢性射频电缆实现射频开关级联；18.微波转换开关三个组合级联实现16路接收；19.预留接口(备用扩展升级)等部件封装于标准3U机箱，通过连接设备的网口或GPIB接口等，在计算机上操作控制软件，从而实现远程控制，操作方便、安全、可靠。

特别是对相位项目测试，该系统能有效保证加罩前后测试电缆状态的一致性，减少原来无该系统时电缆状态变化对测试数据的影响，以及人为切换射频线缆、微波器件等带来的测试不稳定性和设备、器件等的损耗，确保测试数据准确可靠。

如图1、2所示,提供一种机载天线罩全频段微波信号转换系统,包括控制计算机、微波切换单元驱动器、微波切换单元、接收单元及电缆附件、控制软件等部分。该系统是在原天线罩电性能测试系统接收端的天线组件与接收设备之间加切换单元驱动器及微波切换单元，并通过光纤或网线等远程操控，实现多路接收天线间信号控制转换。其中切换单元驱动器符合LXI标准，可通过全功能图形化网络浏览器界面远程控制和编程；配备LAN、GPIB接口可轻松用于远程集成；标准SCPI编程语言；系统响应时间：不大于200ms。其主要是通过GPIB总线进行控制接收通道的转换；微波切换单元是通道转换的硬件之一，由3个单刀六掷(SP6T)同轴开关进行级联组合而成，实现不少于12路转换通道切换(如图5)，各通道带有内置50Ω匹配负载，有效减少不接通时功率反射、耦合等对测试数据的影响；电缆组件具有稳幅稳相功能，能保证加罩前后相位测试电缆状态的一致性等；控制软件通过网线或GPIB实现对开关通道状态控制或触发，提供两种软件操作界面，一种是提供一种定义好输入输出的子vi,实现将仪器驱动控制软件界面(小窗口)集成到现有天线罩测试软件程序中，另一种可独立正常实现仪器的驱动控制操作界面，两种均可完成测试系统信号的程控切换功能。并具有良好的人机交互界面，全部中文菜单。

Claims (10)

1.一种机载天线罩电性能测试全频段微波转换系统，其特征在于，包括：控制计算机(1)、切换单元驱动器(2)、切换单元(3)、接收单元(4)；

所述控制计算机(1)采集接收单元(4)的微波信号，并且向切换单元驱动器(2)发送通道切换指令；

切换单元驱动器(2)为切换单元(3)提供工作电源，并且按照所述通道切换指令控制切换单元(3)切换通信链路；

接收单元(4)接收切换单元(3)通信链路传输的微波信号。

2.如权利要求1所述的一种机载天线罩电性能测试全频段微波转换系统，其特征在于，切换单元(3)内包括至少1个一级微波开关(31)和至少1个二级微波开关(32)，每个一级微波开关(31)的所有输入端与天线组件连接，每个一级微波开关(31)的输出端与二级微波开关(32)的1个输入端连接；二级微波开关(32)的输出端与接收单元(4)连接。

3.如权利要求2所述的一种机载天线罩电性能测试全频段微波转换系统，其特征在于，

二级微波开关(32)不与一级微波开关(31)的输出端连接的输入端与天线组件连接。

4.如权利要求3所述的一种机载天线罩电性能测试全频段微波转换系统，其特征在于，一级微波开关(31)与二级微波开关(32)通过定制射频电缆与天线组件连接。

5.如权利要求4所述的一种机载天线罩电性能测试全频段微波转换系统，其特征在于，二级微波开关(32)的输出端与接收单元(4)之间通过功放连接。

6.如权利要求1所述的一种机载天线罩电性能测试全频段微波转换系统，其特征在于，所述接收单元(4)为频谱分析仪或者矢量网络分析仪。

7.如权利要求2所述的一种机载天线罩电性能测试全频段微波转换系统，其特征在于，所述一级微波开关(31)与二级微波开关(32)为单刀六掷同轴射频开关。

8.如权利要求1所述的一种机载天线罩电性能测试全频段微波转换系统，其特征在于，切换单元驱动器(2)、切换单元(3)、接收单元(4)位于天线暗室中，控制计算机(1)位于天线控制室内。

9.如权利要求8所述的一种机载天线罩电性能测试全频段微波转换系统，其特征在于，天线控制室与天线暗室间通过光纤或者LAN网连接。

10.如权利要求2所述的一种机载天线罩电性能测试全频段微波转换系统，其特征在于，一级微波开关(31)与二级微波开关(32)之间通过半钢性射频电缆连接。