CN118050696A - 一种星载sar相控阵天线波控单元测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种星载SAR相控阵天线波控单元测试系统及方法，包括波控单元、采集控制单元、接口转换单元和数据处理单元，所述波控单元为被测设备，所述采集控制单元分别与波控单元、接口转换单元通信连接，所述接口转换单元还与数据处理单元通信连接。本发明有益效果：测试覆盖性全，可以遍历测试不同工作模式下一次任务期间所有控制信号的时序以及码字是否正确；测试时间短，采用全自动化测试，并生成测试报告，几个小时的时间便可以完成所有模式下的所有控制信号的遍历测试，时间预计可以缩短到原来的千分之五。

Description

一种星载SAR相控阵天线波控单元测试系统及方法

技术领域

本发明属于相控阵天线技术领域，尤其是涉及一种星载SAR相控阵天线波控单元测试系统及方法。

背景技术

相控阵天线由众多阵元组成，每个阵元都对应一个收发通道，每个通道的幅度和相位均可独立控制，通过改变各通道的幅度和相位可以改变辐射信号的方向以及形状。相控阵天线的控制核心为波控单元，对于星载SAR相控阵雷达天线，通道数量通常在成百上千个，波控单元需要对成百上千个收发通道进行时序以及码字的控制，为了保证天线方向图准确无误，波控单元每个通道的控制时序以及码字需准确无误，由于是星载产品，波控单元除了完成常规的常温常压、高低温测试外，还需要进行热真空测试。因此对波控单元的测试提出了较高的要求。

由于通道数量众多，波控单元对外控制线缆将多达几千根，如何对波控单元的对外控制信号进行充分可靠的测试成为了一个棘手的问题。如果全覆盖测试，将会耗费大量的人力成本、物力成本，最主要的是时间成本。如果只抽测部分控制信号，会出现测试覆盖性不够的问题，导致各种隐藏问题在波控单元测试阶段无法暴露，最终影响总装之后的电性能测试。

传统波控单元测试方法多采用示波器抓取各个控制信号的波形，如图1所示。进而分析各个通道的以及通道之间的时序以及输出码字。该方法可行但是存在很多问题。首先，示波器通道数量太少，一次测试只能测试很少几个控制信号，需要重复成百上千次测试才能覆盖所有控制信号的测试；其次，示波器只能采集很短时间内的波形数据，对于SAR系统来说，一次任务需要几分钟，示波器没有办法记录几分钟的波形数据；再次，示波器采集的都是割裂的波形数据，并且波形数据文件众多，数据整理以及分析工作会耗费大量的时间。最后，对于高低温以及热真空测试，需要订做大量的通道测试线缆将控制线引出到高低温罐子或者热真空罐子外便于示波器测试。综上，采用传统的测试方法，测试工作量将是巨大的并且很难做到全覆盖测试。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种星载SAR相控阵天线波控单元测试系统及方法，以解决星载相控阵雷达天线的波控单元在各个阶段测试过程中难以对所有控制信号进行全覆盖测试的难题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种星载SAR相控阵天线波控单元测试系统，包括波控单元、采集控制单元、接口转换单元和数据处理单元，所述波控单元为被测设备，所述采集控制单元分别与波控单元、接口转换单元通信连接，所述接口转换单元还与数据处理单元通信连接；

所述采集控制单元包括通道选择板、信号采集板和控制板，所述通道选择板输入端分别与波控单元、控制板通信连接，所述通道选择板、控制板输出端均与信号采集板通信连接，所述控制板还分别与波控单元、接口转换单元双向通信连接。

进一步的，所述波控单元与通道选择板之间的信号通道为第一信号流，所述通道选择板与信号采集板之间的信号通道为第二信号流，所述控制板与波控单元、信号采集板之间的信号通道为第三信号流，所述波控单元与控制板的信号通道为第四信号流，所述控制板与通道选择板的信号通道为第五信号流，所述接口转换单元与控制板的信号通道为第六信号流，所述信号采集板与接口转换单元的信号通道为第七信号流，所述接口转换单元与数据处理单元的信号通道为第八信号流。

进一步的，所述第一信号流为波控单元输出的通道控制信号，包括2112根控制信号，每个TR组件的控制信号为11类信号：T信号、R信号、TR信号、DARY信号、SN信号、SEL1信号、SEL2信号、SEL3信号、CLK信号、DATA信号、GND信号；其中T信号、R信号、TR信号为收发门控信号，受到第三信号流中的T信号、R信号、TR信号控制输出；DARY信号为波位切换门控信号，受到第三信号流中的DARY信号控制输出；SN信号、SEL1信号、SEL2信号、SEL3信号为SPI通信的片选信号，即TR组件内部通道选择信号，选择TR组件内部某个通道，CLK信号为SPI通信的时钟信号，DATA信号为SPI通信的数据信号。

进一步的，所述第二信号流为通道选择板选择通道后输出至信号采集板的控制信号；

所述第三信号流为控制板输出的T信号、R信号、TR信号、DARY信号，控制板输出信号输出到波控单元，波控单元据此为触发信号输出相应的触发信号到各个TR组件，同时控制板也输出信号给信号采集板进行信号采集存储；

进一步的，所述第四信号流为遥控遥测信号，波控单元返回的遥测信号经过采集控制单元以及接口转换单元最终输出至数据处理单元进行可视化显示，波控单元通过采集控制单元以及接口转换单元接收来自数据处理单元的遥控指令/参数。

进一步的，所述第五信号流为通道选择码，控制板通过接口转换单元接收到来自数据处理单元的通道选择指令，并将通道选择指令转换成通道选择码发送到通道选择板，通道选择板根据通道选择码选择输出相应的控制信号。

进一步的，所述第六信号流亦为遥控遥测信号，数据处理单元经过接口转换模块发送给采集控制单元的配置指令以及需要采集控制单元转给波控单元的遥控指令/参数；波控单元通过采集控制单元返回的波控单元的遥测状态；

所述第七信号流为波形数据信号，信号采集板采集并存储的波形数据通过同步LVDS协议传输给接口转换单元并最终传输至数据处理单元。

第二方面，基于同一方面构思，本发明还提供了一种一种星载SAR相控阵天线波控单元测试方法，包括以下步骤：

S1、通过数据处理单元的可视化配置界面完成波控码字配置、门控信号时序配置；

S2、开始自动化测试；

S3、自动化测试完成后，上传数据文件以及生成测试报告；

在步骤S1中，波控码字配置，包括：

配置码字是否为连续步进、配置波控码与DARY间隔、配置波控码。

在码字是否为连续步进配置中，若码字为连续步进，如果是连续步进则只需配置一个波控码，若码字为非连续步进，则码字配置1个或多个，最多8个，任务期间码字循环滚动使用。

进一步的，在步骤S1中，门控信号时序配置，包括：

配置对象为DARY信号、T信号、R信号、TR信号，配置DARY信号为波控码切换门控信号，配置T信号、R信号、TR信号为收发切换信号，通过对每个门控信号进行脉宽、周期、数量、误差要求的配置生成一个唯一的工作时序，并以此控制波控单元按照配置工作时序进行工作。

进一步的，在步骤S3中，上传数据文件以及生成测试报告，包括：

测试完成后数据处理单元生成32个波形数据文件，每个波形数据文件为一次任务期间3个TR组件的所有控制信号的波形数据，每个波形数据文件均可独立打开；

同时数据处理单元生成测试报告，测试报告里包含所有TR组件的控制信号的工作时序是否满足要求、所有TR组件的码字是否正确。

相对于现有技术，本发明所述的一种星载SAR相控阵天线波控单元测试系统及方法具有以下优势：

（1）本发明所述的一种星载SAR相控阵天线波控单元测试系统及方法，测试覆盖性全，可以遍历测试不同工作模式下一次任务期间所有控制信号的时序以及码字是否正确；测试时间短，采用全自动化测试，并生成测试报告，几个小时的时间便可以完成所有模式下的所有控制信号的遍历测试，时间预计可以缩短到原来的千分之五。

（2）本发明所述的一种星载SAR相控阵天线波控单元测试系统及方法，无需测试人员过多参与，只需一个人几个小时便可完成所有模式下的所有控制信号的遍历测试；高低温以及热真空试验期间，无需重新定做通道控制线缆；有利于软件迭代更新后的全覆盖测试，由于测试时间大大缩短，每一次迭代仅需很短的时间便可以完成新版本程序的确认测试。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的传统波控单元测试方法示意图；

图2为本发明实施例所述的测试系统的系统框图与信息流图；

图3为本发明实施例所述的热真空、高低温测试系统示意图；

图4为本发明实施例所述的通道选择板示意图；

图5为本发明实施例所述的条带模式模式配置示意图；

图6为本发明实施例所述的条带模式宏观波形界面示意图；

图7为本发明实施例所述的条带模式微观门控信号波形界面示意图；

图8为本发明实施例所述的条带模式微观码字信号波形界面示意图；

图9为本发明实施例所述的扫描模式模式配置示意图；

图10为本发明实施例所述的扫描模式宏观波形界面示意图；

图11为本发明实施例所述的聚束模式模式配置示意图；

图12为本发明实施例所述的聚束面积宏观波形界面示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图12所示，一种星载SAR相控阵天线波控单元测试系统，包括波控单元、采集控制单元、接口转换单元和数据处理单元，所述波控单元为被测设备，所述采集控制单元分别与波控单元、接口转换单元通信连接，所述接口转换单元还与数据处理单元通信连接；

所述采集控制单元包括通道选择板、信号采集板和控制板，所述通道选择板输入端分别与波控单元、控制板通信连接，所述通道选择板、控制板输出端均与信号采集板通信连接，所述控制板还分别与波控单元、接口转换单元双向通信连接。

在本实例中，相控阵天线有384个收发通道，每4个收发通道做在一个TR组件内，因此共计有96个TR组件，每个TR组件的控制信号相同，均为11种信号：T信号、R信号、TR信号、DARY信号、SN信号、SEL1信号、SEL2信号、SEL3信号、CLK信号、DATA信号、GND信号，每种信号均采用差分通信方式，每个组件通信线缆共计22根，96个TR组件共计2112根。波控单元与雷达主机之间的信号为8种：输入T信号、输入R信号、输入TR信号、输入DARY信号、输入SYNC信号、输入CLK信号、输入DATA信号、输出DATA信号，每种信号均采用差分通信方式，共计16根。

其中波控单元输出到组件的DARY信号受到波控单元输入DARY信号控制，该信号为波位切换信号，波控单元每受到输入DARY信号便会输出DARY信号到TR组件，从而实现波位的切换；波控单元输出的T、R、TR信号为收发切换信号，受到波控单元输入T、R、TR信号控制，从而实现相控阵天线的收发切换；波控单元输出SN信号、SEL1信号、SEL2信号、SEL3信号、CLK信号、DATA信号为与TR组件数据传输线，SN信号、SEL1信号、SEL2信号、SEL3信号为片选信号，CLK信号为时钟信号，DATA信号为数据信号，从而实现波控单元对TR组件的码字输出。

本发明提出一种星载SAR相控阵天线波控单元测试系统，用来模拟雷达主机以及所有TR组件完成对波控单元所有接口的测试。该测试系统由波控单元（被测设备）、采集控制单元、接口转换单元、数据处理单元组成，如图2所示。高低温以及热真空试验框图如图3所示，测试方式与常温常压一致，只需定做少量穿罐线缆即可（对应图2中⑥⑦号线缆）。

波控单元作为被测设备，其输入控制信号均由采集控制单元产生，波控单元输出的所有控制信号均接到采集控制单元，由采集控制单元完成通路选择、数据采集，并将采集后的数据通过接口转换单元输出至数据处理单元，由数据处理单元完成数据分析与可视化显示。同时数据处理单元会也会提供波控单元的遥控遥测界面，从而实现对波控单元的指令控制以及遥测状态监控。

波控单元为被测设备，主要功能要求如下：

输出2112根控制信号，用于控制相控阵天线上所有收发通道的时序以及码字，在本测试系统中，所有控制信号均会通过低频线缆接到采集控制单元上；

接收雷达主机发送过来的收发门控信号、波位切换门控信号，以及指令和参数，在本测试系统中，采集控制单元代替雷达主机，实现对波控单元的控制；

反馈波控单元的遥测状态到雷达主机，由雷达主机进行监控，在本测试系统中，采集控制单元代替雷达主机进行遥测状态采集，并最终输出到数据处理单元的可视化上位机进行显示监控。

采集控制单元主要功能要求如下：

采集控制单元通过接口转换单元，接收数据处理单元发送过来的控制指令，比如复位指令、天线开关机指令、天线保护指令、程序/参数上注指令、定标测试指令等等。并将指令转发给波控单元；

采集控制单元通过接口转换单元，将波控单元发送过来的遥测状态输出至数据处理单元并可视化显示；

采集控制单元接收所有波控单元的输出的控制信号，并进行差分到单端的转换；

采集控制单元可以根据配置对控制信号进行选择输出功能，通过选择配置，实现所有控制信号的遍历输出，通道选择板框图如图4所示；

采集控制单元可以对选择输出的控制信号进行采集并存储，一次可采集34路控制信号，采用压缩算法最大限度减少一次任务的数据量，并将34路波形数据通过接口转换单元传输至数据处理单元进行可视化绘图显示以及数据分析，各个通路的采样点数以及采样率可配置；

接口转换单元主要功能要求如下：

接收数据处理单元网口发送过来的配置指令，转成同步422接口发送给采集控制单元，采集控制单元再按照波控单元的接口协议实现对波控单元的时序以及指令的控制；

接收采集控制单元输出的控制信号的波形数据并转成以太网发送给数据处理单元进行可视化波形绘制以及数据分析；

接收采集控制单元输出的波控单元的遥测状态，并将遥测状态转成以太网发送给数据处理单元进行可视化显示。

数据处理单元主要功能要求如下：

可视化指令控制界面，用来完成对波控单元的各个功能、模式等的指令控制，比如复位指令、天线开关机指令、天线保护指令、程序/参数上注指令、定标测试指令等等；

可视化界面完成波控单元的程序/参数/码字的上注包导入并上注到波控单元的功能；

可视化界面显示波控单元的各种遥测状态的功能，比如模拟量遥测、工作状态、脉冲个数等等；

可视化时序配置功能，可以配置天线的脉宽、占空比、波位数量、码字编号、脉冲信号误差范围等等，并将配置信息通过接口转换单元转发给采集控制单元；

可视化波形绘制解析功能，可以将一次任务期间所选通道的波形统一绘图，横坐标为时间，纵坐标位电平，滚轮可以对时间标尺进行变化，从而可以实现整体查看以及局部精细查看，便于数据分析；采样点数以及采样率可配置功能；所选通道可以加多个时间标尺，用以测量显示波形的时间长度；所选通道具备通道毛刺滤波的功能，用以消除干扰；所选通道脉冲计数统计功能；所选通道脉宽、周期、占空比统计功能；SPI/UART协议配置及解析功能，TR组件的控制协议通常采用SPI/UART协议，解析后的数据在波形上显示，并可以将所有解析后的数据导出并落盘；可视化数据存盘功能，便于后续数据查看。

数据分析并生成测试报告，对采集到的数据以及时序与预先设计的数据及时序进行比对并生成测试报告，测试报告包含所有组件的所有控制信号的时序是否正确，所有组件的所有码字内容是否正确。

在图2中，标号①表示第一信号流，标号②表示第二信号流，标号③表示第三信号流，标号④表示第四信号流，标号⑤表示第五信号流，标号⑥表示第六信号流，标号⑦表示第七信号流，标号⑧表示第八信号流。

图2中数据流描述如下：

第一信号流：波控单元输出的通道控制信号，2112根控制信号，每个组件的控制信号为11类信号：T信号、R信号、TR信号、DARY信号、SN信号、SEL1信号、SEL2信号、SEL3信号、CLK信号、DATA信号、GND信号。其中T信号、R信号、TR信号为收发门控信号，受到第三信号流中的T信号、R信号、TR信号控制输出；DARY信号为波位切换门控信号，受到第三信号流中的DARY信号控制输出；SN信号、SEL1信号、SEL2信号、SEL3信号为SPI通信的片选信号，即TR组件内部通道选择信号，选择TR组件内部某个通道，CLK信号为SPI通信的时钟信号，DATA信号为SPI通信的数据信号。

第二信号流：通道选择板选择通道后输出至信号采集板的控制信号，这里有34路，可以根据测试需要进行不同种类信号组合完成不同的测试任务；

第三信号流：采集控制单元的控制板输出的T信号、R信号、TR信号、DARY信号，该信号会输出到波控单元，波控单元据此为触发信号输出相应的触发信号到各个TR组件，同时也会输出给信号采集板进行信号采集存储，便于波控单元输入门控信号与输出控制信号进行时序分析；

第四信号流：遥控遥测信号。波控单元返回的遥测信号经过采集控制单元以及接口转换单元最终输出至数据处理单元进行可视化显示，波控单元通过采集控制单元以及接口转换单元接收来自数据处理单元的遥控指令/参数，并做出相应的相应；

第五信号流：通道选择码，控制板通过接口转换单元接收到来自数据处理单元的通道选择指令，并将该指令转换成通道选择码发送到通道选择板，通道选择板根据通道选择码选择输出相应的控制信号；

第六信号流：遥控遥测信号（同步RS422协议），数据处理单元经过接口转换模块发送给采集控制单元的配置指令以及需要采集控制单元转给波控单元的遥控指令/参数；波控单元通过采集控制单元返回的波控单元的遥测状态；

第七信号流：波形数据信号（同步LVDS协议），信号采集板采集并存储的波形数据通过同步LVDS协议传输给接口转换单元并最终传输至数据处理单元；

第八信号流：遥控遥测信号以及波形数据信号，即将第六第七信号流的数据转换为以太网协议，便于数据处理单元数据交互。

一种星载SAR相控阵天线波控单元测试方法，包括以下步骤：

S1、通过数据处理单元的可视化配置界面完成波控码字、门控信号时序配置；

S2、开始自动化测试；

S3、自动化测试完成后，上传数据文件以及生成测试报告。

在本实施例里，按照图2或图3完成对测试系统的接线处理后，便可以开始自动化测试，自动化测试的流程如下所示。

首先，模式配置。通过可视化配置界面完成波控码字、门控信号时序配置。一次任务支持3个子任务的时序及码字配置，子任务之间的延时也可以配置。每个子任务的时序配置完成之后，上位机已经明确了各个信号的时序关系，会在界面右侧显示出当前子任务的时序图。所有子任务配置完成后，上位机便明确了整个任务期间各个信号的时序关系，会在界面下方显示任务的整体时序，便于测试人员与实际采集的时序进行对照。将所有时序以及码字配置完成后数据处理单元上位机便会生产一个理论的工作时序以及码字，与实际采集的工作时序以及码字进行比对，便可以自动化生成测试报告。

子任务波控码字配置主要配置码字是否为连续步进，波控码与DARY间隔，波控码。码字是否连续步进配置是为了明确子任务期间码字是否为连续步进（聚束模式），如果连续步进则只需配置一个波控码，对于码字非连续步进（条带或扫描模式），码字可以配置1个或多个，最多8个，任务期间码字循环滚动使用。波控码发送时刻与DARY间隔配置是为了明确DARY信号与波控码字的时间间隔，后续时序是否满足要求以此作为判定依据。波控码配置是为了明确任务期间使用哪些波控码。

子任务门控信号时序配置，主要为DARY信号、T信号、R信号、TR信号，其中DARY信号为波控码切换门控信号，T信号、R信号、TR信号为收发切换信号，通过对每个门控信号进行脉宽、周期、数量、误差要求的配置便可以生成一个唯一的工作时序，并以此控制波控单元按照配置时序进行工作。

其次，自动化测试。测试期间数据处理单元可视化界面可以看到当前的波控单元的各种遥控遥测（当前采集的组件编号、门控信号计数、码字编号、模拟量遥测、工作状态等），一次采集3个TR组件的波形数据。

最后，数据文件上传以及测试报告生成。测试完成后可以生成32个波形数据文件（采集控制单元每次采集3个TR组件的所有控制信号，并将信号按照一定协议格式传输至数据处理单元，测试完成后生成本次采集的3个TR组件的波形文件。每次测试都是从TR1-TR3开始，测试完成后，自动化切换到TR4-TR6，依此类推完成所有96个TR组件的测试任务。），每个文件为一次任务期间3个TR组件的所有控制信号的波形数据，每个文件均可独立打开，可视化显示出所有控制信号的波形，便于测试人员查看控制信号的时序以及码字内容。同时生成测试报告，报告里会包含所有组件的控制信号的时序是否满足要求，所有组件的码字是否正确。可视化波形查看可以实现宏观波形查看以及微观波形查看。

数据处理软件根据可视化配置的波控码字以及门控信号时序、波控码原始文件（该文件波控单元内部存储一份，数据处理软件存储一份）与实际采集的各个TR的时序以及码字文件进行比对，最后生产每个TR组件的时序是否满足要求、码字是否满足要求的测试报告，如果有时序或码字违例，会在测试报告中明确异常发生时刻，便于测试人员进行查看。

本发明的优势：

1、测试覆盖性全，可以遍历测试不同工作模式下一次任务期间所有控制信号的时序以及码字是否正确。

2、测试时间短，采用全自动化测试，并生成测试报告，几个小时的时间便可以完成所有模式下的所有控制信号的遍历测试，时间预计可以缩短到原来的千分之五。

3、无需测试人员过多参与，只需一个人几个小时便可完成所有模式下的所有控制信号的遍历测试。

4、高低温以及热真空试验期间，无需重新定做通道控制线缆。

5、有利于软件迭代更新后的全覆盖测试，由于测试时间大大缩短，每一次迭代仅需很短的时间便可以完成新版本程序的确认测试。

SAR载荷常规的工作模式有：条带模式、聚束模式、扫描模式，下面分别以这三种模式的测试为例，具体说明测试模式配置以及可视化数据分析手段。

测试实例1

SAR载荷条带模式测试，一次条带任务时长2分钟，由首定标、成像、尾定标3部分组成，每个部分的输入时序都是独立可配置的。一共96个TR组件，每2分钟进行一次组件的切换，遍历完所有TR组件的所有控制信号仅仅需要1.5个小时。

模式配置，模式配置如图5所示。首定标DARY脉宽5us，误差50ns，只有一个波位，T信号脉宽10us，R信号脉宽11us，TR信号9us，周期均为200us，数量均为200个，误差50ns，波位码字为0，首定标与成像间隔为1000ms；成像DARY脉宽5us，误差50ns，只有一个波位，T信号脉宽10us，R信号脉宽11us，TR信号9us，周期均为200us，数量均为600000个，误差50ns，波位码字为100，成像与尾定标间隔为1000ms；尾定标DARY脉宽5us，误差50ns，只有一个波位，T信号脉宽10us，R信号脉宽11us，TR信号9us，周期均为200us，数量均为200个，误差50ns，波位码字为0。模式配置完成后下面会生成波控单机的输入时序。

宏观波形查看，如图6所示。一个界面可以显示出一次任务期间的完整波形，可对一次任务进行整体时序验证，比如：可以看到此次任务由首定标、成像、尾定标组成，与设计一致；可以看到首定标、成像、尾定标，波控只输出一个码字（即天线只有一个指向），与设计一致；可以通过脉冲数量统计工具查看门控信号的数量为600400个，与设计一致；可以通过时间标尺查看任务时长约为124.8s与设计一致；

微观波形查看，通过可视化软件的缩放功能，可以查看波形细节，可以查看到门控信号的时序关系，如图7所示；可以查看码字片选信号、时钟信号、数据信号是否与规定的一致，并且通过解码工具解出来的数据内容是否与码字文件里的码字对应的上，如图8所示。

测试实例2，SAR载荷扫描模式，一次扫描任务时长2分钟，由首定标、成像、尾定标3部分组成，每个部分的输入时序都是独立可配置的。一共96个TR组件，每2分钟进行一次组件的切换，遍历完所有TR组件的所用控制信号仅仅需要1.5个小时。

模式配置，模式配置如图9所示。首定标DARY脉宽5us，误差50ns，只有一个波位，T信号脉宽10us，R信号脉宽11us，TR信号9us，周期均为200us，数量均为200个，误差50ns，波位码字为0，首定标与成像间隔为1000ms；成像DARY脉宽5us，误差50ns，有3个波位，三个波位循环切换，3个波位循环500次，因此共计1500个DARY信号，每个波位有400个门控信号。T信号脉宽10us，R信号脉宽11us，TR信号9us，周期均为200us，误差50ns，波位码字为100、151、202，3个码字循环切换，成像与尾定标间隔为1000ms；尾定标DARY脉宽5us，误差50ns，只有一个波位，T信号脉宽10us，R信号脉宽11us，TR信号9us，周期均为200us，数量均为200个，误差50ns，波位码字为0。模式配置完成后下面会生成波控单机的输入时序。

宏观波形查看，如图10所示。一个界面可以显示出一次任务期间的完整波形，可对一次任务进行整体时序验证，比如：可以看到此次任务由首定标、成像、尾定标组成，与设计一致；可以看到首定标、尾定标，波控只输出一个码字，与设计一致；可以通过脉冲数量统计工具查看整个任务期间门控信号的数量为600400个，与设计一致；可以通过时间标尺查看任务时长约为128.6s与设计一致；

微观波形查看，通过可视化软件的缩放功能，可以查看波形细节，可以查看到门控信号的时序关系，可以查看码字片选信号、时钟信号、数据信号是否与规定的一致，并且通过解码工具解出来的数据内容是否与码字文件里的码字对应的上。

测试实例3，SAR载荷聚束模式，一次聚束任务时长约为10s，由首定标、成像、尾定标3部分组成，每个部分的输入时序都是独立可配置的。一共96个TR组件，每10s进行一次组件的切换，遍历完所有TR组件的所用控制信号仅仅需要10分钟。

模式配置，模式配置如图11所示。首定标DARY脉宽5us，误差50ns，只有一个波位，T信号脉宽10us，R信号脉宽11us，TR信号9us，周期均为200us，数量均为200个，误差50ns，波位码字为0，首定标与成像间隔为1000ms；成像DARY脉宽5us，误差50ns，有100个波位，起始波位码字1，波位码字连续步进，每个波位有400个门控信号。T信号脉宽10us，R信号脉宽11us，TR信号9us，周期均为200us，误差50ns，成像与尾定标间隔为1000ms；尾定标DARY脉宽5us，误差50ns，只有一个波位，T信号脉宽10us，R信号脉宽11us，TR信号9us，周期均为200us，数量均为200个，误差50ns，波位码字为0。模式配置完成后下面会生成波控单机的输入时序。

宏观波形查看，如图12所示。一个界面可以显示出一次任务期间的完整波形，可对一次任务进行整体时序验证，比如：可以看到此次任务由首定标、成像、尾定标组成，与设计一致；可以看到首定标、尾定标，波控只输出一个码字，与设计一致；成像期间波控输出100个码字，每个码字之间有400个门控信号，可以通过脉冲数量统计工具查看整个任务期间门控信号的数量为40400个，与设计一致；可以通过时间标尺查看任务时长约为15.6s与设计一致；

微观波形查看，通过可视化软件的缩放功能，可以查看波形细节，可以查看到门控信号的时序关系，可以查看码字片选信号、时钟信号、数据信号是否与规定的一致，并且通过解码工具解出来的数据内容是否与码字文件里的码字对应的上。

本发明提出了一种星载SAR相控阵天线波控单元测试系统，该测试系统可以在很短时间内完成波控单元所有控制信号的遍历测试，并且输出测试报告，可以大大节省测试的时间成本以及人力成本。同时该测试系统无需针对高低温以及热真空测试定做通道控制线缆，由于通道控制线缆引脚众多，因此可以节省掉部分测试线缆带来的物力成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种星载SAR相控阵天线波控单元测试系统，其特征在于：包括波控单元、采集控制单元、接口转换单元和数据处理单元，所述波控单元为被测设备，所述采集控制单元分别与波控单元、接口转换单元通信连接，所述接口转换单元还与数据处理单元通信连接；

所述采集控制单元包括通道选择板、信号采集板和控制板，所述通道选择板输入端分别与波控单元、控制板通信连接，所述通道选择板、控制板输出端均与信号采集板通信连接，所述控制板还分别与波控单元、接口转换单元双向通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种星载SAR相控阵天线波控单元测试系统，其特征在于：所述波控单元与通道选择板之间的信号通道为第一信号流，所述通道选择板与信号采集板之间的信号通道为第二信号流，所述控制板与波控单元、信号采集板之间的信号通道为第三信号流，所述波控单元与控制板的信号通道为第四信号流，所述控制板与通道选择板的信号通道为第五信号流，所述接口转换单元与控制板的信号通道为第六信号流，所述信号采集板与接口转换单元的信号通道为第七信号流，所述接口转换单元与数据处理单元的信号通道为第八信号流。

3.根据权利要求2所述的一种星载SAR相控阵天线波控单元测试系统，其特征在于：所述第一信号流为波控单元输出的通道控制信号，包括2112根控制信号，每个TR组件的控制信号为11类信号：T信号、R信号、TR信号、DARY信号、SN信号、SEL1信号、SEL2信号、SEL3信号、CLK信号、DATA信号、GND信号；其中T信号、R信号、TR信号为收发门控信号，受到第三信号流中的T信号、R信号、TR信号控制输出；DARY信号为波位切换门控信号，受到第三信号流中的DARY信号控制输出；SN信号、SEL1信号、SEL2信号、SEL3信号为SPI通信的片选信号，即TR组件内部通道选择信号，选择TR组件内部某个通道，CLK信号为SPI通信的时钟信号，DATA信号为SPI通信的数据信号。

4.根据权利要求2所述的一种星载SAR相控阵天线波控单元测试系统，其特征在于：所述第二信号流为通道选择板选择通道后输出至信号采集板的控制信号；

所述第三信号流为控制板输出的T信号、R信号、TR信号、DARY信号，控制板输出信号输出到波控单元，波控单元据此为触发信号输出相应的触发信号到各个TR组件，同时控制板也输出信号给信号采集板进行信号采集存储。

5.根据权利要求2所述的一种星载SAR相控阵天线波控单元测试系统，其特征在于：所述第四信号流为遥控遥测信号，波控单元返回的遥测信号经过采集控制单元以及接口转换单元最终输出至数据处理单元进行可视化显示，波控单元通过采集控制单元以及接口转换单元接收来自数据处理单元的遥控指令/参数。

6.根据权利要求2所述的一种星载SAR相控阵天线波控单元测试系统，其特征在于：所述第五信号流为通道选择码，控制板通过接口转换单元接收到来自数据处理单元的通道选择指令，并将通道选择指令转换成通道选择码发送到通道选择板，通道选择板根据通道选择码选择输出相应的控制信号。

7.根据权利要求2所述的一种星载SAR相控阵天线波控单元测试系统，其特征在于：所述第六信号流亦为遥控遥测信号，数据处理单元经过接口转换模块发送给采集控制单元的配置指令以及需要采集控制单元转给波控单元的遥控指令/参数；波控单元通过采集控制单元返回的波控单元的遥测状态；

所述第七信号流为波形数据信号，信号采集板采集并存储的波形数据通过同步LVDS协议传输给接口转换单元并最终传输至数据处理单元。

8.一种星载SAR相控阵天线波控单元测试方法，应用于权利要求1-7任一所述的星载SAR相控阵天线波控单元测试系统，其特征在于：包括以下步骤：

S1、通过数据处理单元的可视化配置界面完成波控码字配置、门控信号时序配置；

S2、开始自动化测试；

S3、自动化测试完成后，上传数据文件以及生成测试报告；

在步骤S1中，波控码字配置，包括：

配置码字是否为连续步进、配置波控码与DARY间隔、配置波控码；

在码字是否为连续步进配置中，若码字为连续步进，如果是连续步进则只需配置一个波控码，若码字为非连续步进，则码字配置1个或多个，最多8个，任务期间码字循环滚动使用。

9.根据权利要求8所述的一种星载SAR相控阵天线波控单元测试方法，其特征在于：在步骤S1中，门控信号时序配置，包括：

配置对象为DARY信号、T信号、R信号、TR信号，配置DARY信号为波控码切换门控信号，配置T信号、R信号、TR信号为收发切换信号，通过对每个门控信号进行脉宽、周期、数量、误差要求的配置生成一个唯一的工作时序，并以此控制波控单元按照配置工作时序进行工作。

10.根据权利要求8所述的一种星载SAR相控阵天线波控单元测试方法，其特征在于：在步骤S3中，上传数据文件以及生成测试报告，包括：

测试完成后数据处理单元生成32个波形数据文件，每个波形数据文件为一次任务期间3个TR组件的所有控制信号的波形数据，每个波形数据文件均可独立打开；

同时数据处理单元生成测试报告，测试报告里包含所有TR组件的控制信号的工作时序是否满足要求、所有TR组件的码字是否正确。