CN203287521U - 用于雷达装备的在线检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于雷达装备的在线检测装置，包括用于对被检测单元进行信号采集、信号分析的自动测试设备，所述自动测试设备通过用于将检测信号由被检测单元引出的信号调理转接设备与被检测单元相连。本实用新型结构简单，能够在不影响雷达装备正常工作的情况下，对可更换单元进行较为精确的故障检测。本实用新型适用于对各种雷达装备的可更换单元进行故障检测。

Description

用于雷达装备的在线检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种检测装置，具体是一种用于雷达装备的在线检测装置。

背景技术

现代雷达装备广泛应用高新技术来提高系统整体的性能，而雷达装备的主要维修方式是通过对现场可更换单元的换件维修实现的，因此，需要能够便捷、快速定位故障可更换单元。而随着电子技术的不断发展，现有的雷达装备集成度和复杂程度越来越高，雷达装备结构也发生了很大的变化，其表现为：装备现场可更换单元基本上采用整机统一的大板插接结构；主要功能单元电路规模较大，接口标准统一。而为了保证雷达设备的正常工作，需要对雷达设备进行故障检测，常用的检测方法有在线检测和离线检测。其中在线检测是按照装备的层次进行检测，即按照系统、组合、单元的顺序进行逐步检测，而由于现有的可更换单元采用了大板插接结构，常用的对雷达装备进行在线检测的检测手段已无法适应可更换单元，且现有的在线检测技术为机内测试，还具有以下的缺陷：

（1）机内测试检测点、信号处理方式，以及故障诊断方法是与被检测单元同时设计的，缺少丰富的装备运行信息的指导，检测故障的能力受到限制；

（2）在线检测的机内检测点受到装备重量和体积等因素的制约，令检测能力有限，且造成虚警率高。

而离线检测的缺陷为：

（1）需要使用大量仪器重构被检测单元的工作环境，测试的成本高，且由于被检测单元的工作环境是重构的，因此检测到的信号与被检测单元实际运行时的信号存在差异，不能反映全部的工作信息，对故障检测造成一定影响；

（2）新型雷达装备信号复杂，有些信号很难或根本无法通过外部仪器产生，造成检测信号不完整，对可更换单元的故障检测精度相对也较低。

发明内容

为了解决上述的问题，本实用新型提供了一种用于雷达装备的在线检测装置，能够在不影响雷达装备正常运行的情况下，对可更换单元进行在线故障检测，及时准确地进行故障诊断，保证故障检测、诊断的快速性和精确性。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种用于雷达装备的在线检测装置，包括：

用于对被检测单元进行信号采集、信号分析的自动测试设备，所述自动测试设备通过用于将检测信号由被检测单元引出的信号调理转接设备与被检测单元相连。

作为对信号调理转接设备的限定：所述信号调理转接设备包括用于保证雷达设备正常工作的信号直连通路，所述信号直连通路通过与其相连通的第一连接器与第二连接器令被检测单元与其他未检测单元信息交互相连；

用于对信号直连通路上的信号进行选通、隔离、调理的转接调理模块，所述转接调理模块的信号输入端与信号直连通路相连通，同时其信号输出端与自动测试设备相连。

作为对信号调理转接设备的进一步限定：所述转接调理模块至少设有两个，用于对不同的被检测单元进行信号调理转接，信号调理转接设备通过其内部设置的译码电路对不同的转接调理模块进行选通，所述译码电路通过第三连接器接受自动测试设备的控制，其选通信号输出端分别连接各个转接调理模块。

作为对转接调理模块的限定：所述转接调理模块包括用于选通高频模拟信号的信号隔离调理电路，所述信号隔离调理电路输出的具有关联关系的多路数字信号通过D/A转换电路后，再依次经过多路模拟开关电路、第三连接器传送给自动测试设备，同时信号隔离电路输出的数字信号通过数字多路开关后，由第三连接器传送给自动测试设备。

作为对信号隔离调理电路的限定：所述信号隔离调理电路包括中、低频模拟信号隔离模块，所述中、低频模拟信号隔离模块包括第一三极管、第二三极管、运算放大器、场效应管，以及外围电阻器件构成的射随器，所述运算放大器的同相输入端通过第一电阻连接信号直连通路，同时还通过第二电阻接地；运算放大器的反向输入端通过第七电阻接地；输出端通过第四电阻与第二电容器的串接电路连接其自身的反向输入端，同时输出端还通过第四电阻与第五电阻的串联电路接地；

所述第一三极管的基极通过第一电容器连接信号直连通路，同时还通过第三电阻器连接运算放大器的输出端；集电极连接第二三极管的集电极；发射极连接第二三极管的基极；第二三极管的发射极作为输出端连接模拟多路开关电路，同时还通过第六电阻与第七电阻的串联电路接地；

所述场效应管的栅极通过第八电阻连接第二三极管的发射极，漏极连接第一三极管Q1的发射极，源极通过第八电阻R8连接第二三极管Q2的发射极，同时还连接电源VDD。

作为对信号隔离调理电路的另一种限定：所述信号隔离调理电路还包括数字隔离模块，所述数字隔离模块包括八个高速电压比较器，以及用于对高速电压比较器提供参考电压的参考电压提供电路，所述参考电压提供电路的输出端分别连接八个高速电压比较器的反向输入端，八个高速电压比较器的同相输入端分别连接信号直连通路。

作为对本实用新型的另一种限定：所述自动测试设备包括作为控制中心的主控机；

用于对信号调理转接设备传送来的信号进行采集的测试模块，所述测试模块通过接口模块与信号调理转接设备相连，同时通过PXI总线与主控机相连；

用于为主控机及其他装置提供电能的电源转换模块。

作为对测试模块的限定：所述测试模块包括：

用于对中、低频模拟信号进行采集的示波器，所述示波器的信号输入端连接信号调理转接设备，信号输出端通过PXI总线连接主控机；

用于对高频模拟信号进行采集测试的射频分析仪，所述射频分析仪的信号输入端连接信号调理转接设备，信号输出端通过PXI总线连接主控机；

用于作为主控机对外围数字信号进行采集,同时发出控制信号的数字I/O接口，所述数字I/O接口的信号输入端连接信号调理转接设备，信号输出端通过PXI总线连接主控机。

作为对测试模块的进一步限定：所述测试模块还包括用于为信号调理转接设备提供动力源的电源模块，所述电源模块通过接口模块将电源输送给信号调理转换设备的第三接口，同时电源模块通过PXI总线接受主控机的控制。

作为对自动测试设备的另一种限定：所述自动测试设备还包括用于对检测的信号进行显示的显示模块，所述显示模块的信号输入端连接主控机的显示信号输出端。 

采用以上技术方案，本实用新型可以达到如下的技术效果：

（1）本实用新型采用信号调理转接设备将被检测单元的信号引出，通过自动测试设备对信号调理转接设备检测到的信息进行采集分析，这种信号隔离与信号采集、分析分离的结构，可以针对不同的被检测单元只需改变相应的信号调理转接设备即可，提高设备的通用性；

（2）本实用新型的信号调理转接设备通过信号直连通路对被检测单元进行信号采集，可以在采集信号的同时，令被采集单元的信号完整的流通到未被检测的单元中，因此能够令雷达装备在正常工作的情况下采集信号，不仅不影响雷达装备的工作，同时保证采集到的信号为真实的运行信号，检测的故障信息更为精确；

（3）本实用新型的自动测试设备内设有对中、低频模拟信号，以及数字信号分别采集、处理的装置，能够使用各种不同的信号处理方法和先进的故障检测方法，提高了故障检测的精确度。

综上所述，本实用新型结构简单，能够在不影响雷达装备正常工作的情况下，对可更换单元进行较为精确的故障检测。本实用新型适用于对各种雷达装备的可更换单元进行故障检测。

附图说明

图1是本实用新型实施例的原理框图；

图2是本实用新型实施例信号调理转接设备中转接调理模块的原理框图；

图3是本实用新型实施例转接调理模块中中、低频模拟信号隔离电路的电路原理图；

图4是本实用新型实施例转接调理模块中数字信号隔离电路的电路原理图。

具体实施方式

实施例  一种用于雷达装备的在线检测装置

本实施例的一种用于雷达装备的在线检测装置，如图1所示包括：

（一）信号调理转接设备，用于将信号从被检测单元中引出，同时对引出的信号进行选通、隔离和调理，其结构由图1可知，包括：

（1）信号直连通路，用于保证雷达设备正常工作，所述信号直连通路通过与其相连通的第一连接器与第二连接器令被检测单元与其他未检测单元信息交互相连，因此，在实际应用中可以根据不同的被检测单元选择不同型号的连接器。

（2）转接调理模块，用于对信号直连通路上的信号进行选通、隔离、调理，如图1所示：本实施设置有三个转接调理模块：第一调理模块、第二调理模块、第三调理模块，上述的三个调理模块可以对不同的检测信号进行选通，每个转接调理模块对应一个被检测单元，而每个转接调理模块可以对多个检测点的信号进行调理转接，所述第一转接调理模块、第二转接调理模块与第三转接调理模块的信号输入端分别与信号直连通路相连通，同时其信号输出端分别通过第三连接器将隔离、调理后的信号输出，且本实例中的信号调理转接设备中还设有译码电路，用于对第一转接调理模块、第二转接调理模块、第三转接调理模块进行选通，保证与当前被检测单元对应的转接调理模块工作时，其他的转接调理模块处于不通的状态，所述译码电路的译码信号输入端分别连接第一转接调理模块、第二转接调理模块、第三转接调理模块。

上述转接调理模块如图2所示，包括：用于选通高频模拟信号的信号隔离调理电路，所述信号隔离调理电路输出的具有关联关系的多路数字信号通过D/A转换电路后，再依次经过多路模拟开关电路、第三连接器传送给自动测试设备，同时信号隔离电路输出的数字信号通过数字多路开关后，由第三连接器输出。

上述的信号隔离调理电路包括中、低频模拟信号隔离模块，以及数字信号隔离模块，其中，所述的中、低频模拟信号隔离模块如图3所示：包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、运算放大器U1、场效应管J1，以及外围电阻器件构成的射随器，所述运算放大器U1的同相输入端通过第一电阻R1连接信号直连通路，同时还通过第二电阻R2接地；运算放大器U1的反向输入端通过第七电阻R7接地；输出端通过第四电阻R4与第二电容器C2的串接电路连接其自身的反向输入端，同时输出端还通过第四电阻R4与第五电阻R5的串联电路接地；

所述第一三极管Q1的基极通过第一电容器C1连接信号直连通路，同时还通过第三电阻器R3连接运算放大器U1的输出端；集电极连接第二三极管Q2的集电极；发射极连接第二三极管Q2的基极；第二三极管Q2的发射极作为输出端连接模拟多路开关电路，同时还通过第六电阻R6与第七电阻R7的串联电路接地；

所述场效应管J1的栅极通过第八电阻R8连接第二三极管Q2的发射极，漏极连接第一三极管Q1的发射极，源极连接通过第八电阻R8连接第二三极管Q2的发射极，同时还连接电源VDD。

所述数字隔离模块如图4所示：包括八个高速电压比较器（本实施例采用MAX998型号的电压比较器）：第一电压比较器U1A、U2A、U3A、U4A、U5A、U6A、U7A、U8A，以及用于对高速电压比较器提供参考电压的参考电压提供电路，所述参考电压提供电路的输出端分别连接八个高速电压比较器的反向输入端，八个高速电压比较器的同相输入端分别连接信号直连通路。

上述的参考电压提供电路如图4所示包括译码器（本实施例采用74LS138）和四个继电器：第一继电器S1、第二继电器S2、第三继电器S3、第四继电器S4，所述译码器的第一输出端连接第一继电器S1的第一静触点，第二输出端连接第二继电器S2的第一静触点，第三输出端连接第三继电器S3的第一静触点，第四输出端连接第四继电器S4的第一静触点；所述第一继电器S1的第二静触点、第二继电器S2的第二静触点、第三继电器S3的第二静触点、第四继电器S4的第二静触点分别连接电源VCC；第一继电器S1的第三静触点、第二继电器S2的第三静触点、第三继电器S3的第三静触点、第四继电器S4的第三静触点分别接地；第一继电器S1的动触点通过第九电阻R9与第十电阻R10的串联电路连接电源VDD，第二继电器S2的动触点通过第十一电阻R11与第十二电阻R12的串联电路连接电源VDD，第三继电器S3的动触点通过第十三电阻R13与第十四电阻R14的串联电路连接电源VDD，第四继电器S4的动触点第十五电阻R15与第十六电阻R16的串联电路连接电源VDD，且第九电阻R9、第十一电阻R11、第十三电阻R13、第十五电阻R15未与继电器相连接的一端连接到一起，并为八个高速电压比较器提供参考电压。

（二）自动测试设备，用于对被检测单元进行信号采集、信号分析，以及故障检测，其通过信号调理转接设备的第三连接器与信号调理转接设备相连，如图1可知，所述自动测试设备包括：

（1）主控机，其作为自动测试设备的控制中心，本实施例采用PXI3710零槽控制器作为控制主机，其具有双144针SO-DIMM内存插槽，最高可以支持512MB内存，内置PentiumⅢ的CPU和Intel1815E芯片组。

（2）测试模块，用于对信号调理转接设备传送来的信号进行采集，其包括示波器，用于对中、低频模拟信号进行采集，本实施例采用NI5114 PXI板卡，其具有两个模拟采集通道，8bit垂直分辨率，最小可分辨测试信号为10mV，信号最高测试范围40Vp-p，板卡具有250MS/s的实时采样率，5.0GS/s的随机交替采样率，可满足中、低频模拟信号的采集，所述示波器的信号输入端连接信号调理转接设备，信号输出端通过PXI总线连接主控机；

射频分析仪，用于对高频模拟信号进行采集测试，本实施例采用NI公司的NI5660 PXI板卡，该射频分析仪能够测试信号的带宽为9kHz-2.7GHz，分辨率带宽可在1Hz到10MHz之间调节，可满足应用中的高频信号测试。所述射频分析仪的信号输入端连接信号调理转接设备，信号输出端通过PXI总线连接主控机；

用于作为主控机对外围数字信号进行采集,同时发出控制信号的数字I/O接口，所述数字I/O接口的信号输入端连接信号调理转接设备，信号输出端通过PXI总线连接主控机。本实施例采用NI公司的NI6542 PXI板卡，该仪器输入模式下支持1.8V、2.5V、3.3V和5V等电平标准，最大采样时钟频率为100MHz。

串口卡，用于对设备进行连接扩展，所述串口卡通过PXI总线连接主控机。本实施例采用NI公司的NI8430/4 PXI板卡，具有4路信号通道，其支持从57b/s至2Mb/s的标准和非标准波特率，非标准波特率准确度可达1%，标准波特率准确度可达0.1%，波特率发送、接收FIFO可达128B，支持多核和多线程处理能力。

电源模块，用于为信号调理转接设备提供动力源，所述电源模块通过接口模块将电源输送给信号调理转接设备的第三接口，同时电源模块通过PXI总线接受主控机的控制。

（3）显示模块，用于对检测的信号进行显示，本实施例采用显示屏，所述显示屏的信号输入端连接主控机的显示信号输出端。

（4）电源转换模块，用于为主控机及其他装置提供电能，所述电源转换模块分别连接主控机和显示屏。

本实施例在使用时，将信号调理转接设备串接入被检测单元及其他未检测单元之间，即被检测单元通过信号调理转接设备中的信号直连通路与其相邻单元保持原有的连接关系，信号调理转接设备的第三连接器通过电缆与自动测试设备的接口模块相连接，这样自动测试设备的主控机发出的选通信号可以由接口模块、第三连接器传递给译码器，控制译码器对不同的转接调理模块进行选通，同时给电源模块提供的电源也可以由接口模块、第三连接器传递给信号调理转接设备中的其他模块。而信号调理转接设备对被检测单元引出的信号通过电缆传递给自动测试设备，自动测试设备中设置的各个信号检测、分析机构对检测到的信号进行采集、分析及故障检测后，通过显示模块进行显示出来。

本实施例结构简单，可以在不影响雷达装备工作的情况下实时采集被检测单元真实的工作信号，保证故障检测的精确度。

Claims (10)

1.一种用于雷达装备的在线检测装置，其特征在于包括：用于对被检测单元进行信号采集、信号分析的自动测试设备，所述自动测试设备通过用于将检测信号由被检测单元引出的信号调理转接设备与被检测单元相连。

2.根据权利要求1所述的用于雷达装备的在线检测装置，其特征在于：所述信号调理转接设备包括用于保证雷达设备正常工作的信号直连通路，所述信号直连通路通过与其相连通的第一连接器与第二连接器令被检测单元与其他未检测单元信息交互相连；

用于对信号直连通路上的信号进行选通、隔离、调理的转接调理模块，所述转接调理模块的信号输入端与信号直连通路相连通，同时其信号输出端与自动测试设备相连。

3.根据权利要求2所述的用于雷达装备的在线检测装置，其特征在于：所述转接调理模块至少设有两个，用于对不同的被检测单元进行信号调理转接，信号调理转接设备通过其内部设置的译码电路对不同的转接调理模块进行选通，所述译码电路通过第三连接器接受自动测试设备的控制，其选通信号输出端分别连接各个转接调理模块。

4.根据权利要求3所述的用于雷达装备的在线检测装置，其特征在于：所述转接调理模块包括用于选通高频模拟信号的信号隔离调理电路，所述信号隔离调理电路输出的具有关联关系的多路数字信号通过D/A转换电路后，再依次经过多路模拟开关电路、第三连接器传送给自动测试设备，同时信号隔离电路输出的数字信号通过数字多路开关后，由第三连接器传送给自动测试设备。

5.根据权利要求4所述的用于雷达装备的在线检测装置，其特征在于：所述信号隔离调理电路包括中、低频模拟信号隔离模块，所述中、低频模拟信号隔离模块包括第一三极管、第二三极管、运算放大器、场效应管，以及外围电阻器件构成的射随器，所述运算放大器的同相输入端通过第一电阻连接信号直连通路，同时还通过第二电阻接地；运算放大器的反向输入端通过第七电阻接地；输出端通过第四电阻与第二电容器的串接电路连接其自身的反向输入端，同时输出端还通过第四电阻与第五电阻的串联电路接地；

所述第一三极管的基极通过第一电容器连接信号直连通路，同时还通过第三电阻器连接运算放大器的输出端；集电极连接第二三极管的集电极；发射极连接第二三极管的基极；第二三极管的发射极作为输出端连接模拟多路开关，同时还通过第六电阻与第七电阻的串联电路接地；

所述场效应管的栅极通过第八电阻连接第二三极管的发射极，漏极连接第一三极管Q1的发射极，源极通过第八电阻R8连接第二三极管Q2的发射极，同时还连接电源VDD。

6.根据权利要求5所述的用于雷达装备的在线检测装置，其特征在于：所述信号隔离调理电路还包括数字隔离模块，所述数字隔离模块包括八个高速电压比较器，以及用于对高速电压比较器提供参考电压的参考电压提供电路，所述参考电压提供电路的输出端分别连接八个高速电压比较器的反向输入端，八个高速电压比较器的同相输入端分别连接信号直连通路。

7.如权利要求1至6中任意一项所述的用于雷达装备的在线检测装置，其特征在于：所述自动测试设备包括作为控制中心的主控机；

用于对信号调理转接设备传送来的信号进行采集的测试模块，所述测试模块通过接口模块与信号调理转接设备相连，同时通过PXI总线与主控机相连；

用于为主控机及其他装置提供电能的电源转换模块。

8.根据权利要求7所述的用于雷达装备的在线检测装置，其特征在于：所述测试模块包括：

用于对中、低频模拟信号进行采集的示波器，所述示波器的信号输入端连接信号调理转接设备，信号输出端通过PXI总线连接主控机；

用于对高频模拟信号进行采集测试的射频分析仪，所述射频分析仪的信号输入端连接信号调理转接设备，信号输出端通过PXI总线连接主控机；

用于作为主控机对外围数字信号进行采集,同时发出控制信号的数字I/O接口，所述数字I/O接口的信号输入端连接信号调理转接设备，信号输出端通过PXI总线连接主控机。

9.根据权利要求8所述的用于雷达装备的在线检测装置，其特征在于：所述测试模块还包括用于为信号调理转接设备提供动力源的电源模块，所述电源模块通过接口模块将电源输送给信号调理转换设备的第三接口，同时电源模块通过PXI总线接受主控机的控制。

10.根据权利要求7所述的用于雷达装备的在线检测装置，其特征在于：所述自动测试设备还包括用于对检测的信号进行显示的显示模块，所述显示模块的信号输入端连接主控机的显示信号输出端。

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