雷达测试射频线路切换系统的制作方法

1.本发明属于雷达测试技术领域，尤其涉及一种雷达测试射频线路切换系统。


背景技术：

2.目前，相控阵雷达主机测试通常采取的测试方法为手动测试法，即通过手动一根线缆、一根线缆更换来实现不同参数测试，导致单台相控阵雷达主机测试耗时长，误操作概率高。
3.例如，一种雷达信号模拟器测试系统及测试方法(授权公告号为cn105388360b)，其中测试计算机通过串口电缆与被测雷达信号模拟器串口连接，频谱仪的微波信号输入口通过微波电缆连接被测雷达信号模拟器的信号输出口，当需要测试雷达信号模拟器的不同参数时，频谱仪需要与雷达信号模拟器的不同信号输出口连接，因此需要手动更换两者间的微波电缆。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种雷达测试射频线路切换系统，以解决现有手动测试法测试耗时长，误操作率高的问题。
5.本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种雷达测试射频线路切换系统，包括主机和多个从机，所述主机包括多个主机射频同轴开关和主机控制电路，每个所述从机均包括多个从机射频同轴开关和从机控制电路；所述主机的主机射频同轴开关分别与各测试仪器、每个所述从机的从机射频同轴开关连接；每个所述从机的从机射频同轴开关还与待测雷达连接；
6.所述主机控制电路用于接收上位机指令，根据所述上位机指令控制多个主机射频同轴开关的开合状态以建立所述测试仪器与从机之间的射频通道；所述从机控制电路用于接收主机控制指令，根据所述主机控制指令控制多个从机射频同轴开关的开合状态以建立主机与待测雷达之间的射频通道。
7.进一步地，所述主机控制电路包括主机控制模块、以及分别与所述主机控制模块连接的主机通信模块和多个主机开关驱动模块；所述主机控制模块通过主机通信模块与上位机、每个从机的从机通信模块通信连接；所述主机开关驱动模块与对应的主机射频同轴开关连接。
8.优选地，所述主机通信模块包括第一rs485通信模块和rs232通信模块，所述第一rs485通信模块与所述从机通信模块通信连接，所述rs232通信模块与所述上位机通信连接。
9.优选地，每个所述主机开关驱动模块均以型号为uln2803的达林顿管驱动器为核心。
10.进一步地，多个所述主机射频同轴开关包括射频同轴开关s1、射频同轴开关s2、射频同轴开关s3、射频同轴开关s4和射频同轴开关s5；所述射频同轴开关s1、射频同轴开关
s3、射频同轴开关s4和射频同轴开关s5均为单刀多掷开关，所述射频同轴开关s2为多刀多掷开关；
11.所述射频同轴开关s1的动端、所述射频同轴开关s2的第一动端对应的第一静端分别与不同的测试仪器连接，所述射频同轴开关s1的静端p2与所述射频同轴开关s2的第一静端p1连接；所述射频同轴开关s1的静端p1与所述射频同轴开关s3的动端连接；所述射频同轴开关s2的第二动端对应的第二静端分别与所述射频同轴开关s4、所述射频同轴开关s5的动端连接；所述射频同轴开关s3、射频同轴开关s4和射频同轴开关s5的静端分别与不同从机的从机射频同轴开关连接。
12.进一步地，所述测试仪器包括频谱仪、噪声源和信号源；所述射频同轴开关s1的动端与所述频谱仪连接，所述射频同轴开关s2的第一静端p2与所述噪声源连接，所述射频同轴开关s2的第一静端p3与所述信号源连接，所述噪声源还与所述频谱仪连接。
13.进一步地，所述从机控制电路包括从机控制模块、以及分别与所述从机控制模块连接的从机通信模块和多个从机开关驱动模块；所述从机控制模块通过从机通信模块与所述主机的主机通信模块通信连接；所述从机开关驱动模块与对应的从机射频同轴开关连接。
14.优选地，所述从机通信模块包括第二rs485通信模块，所述第二rs485通信模块与所述主机的主机通信模块通信连接。
15.进一步地，多个所述从机射频同轴开关包括射频同轴开关s6～s12，所述射频同轴开关s6～s12均为单刀多掷开关；所述射频同轴开关s6的动端与所述主机射频同轴开关的静端连接，所述射频同轴开关s6的多个静端分别与射频同轴开关s7～s12的动端连接；所述射频同轴开关s7～s12的不同静端分别与待测雷达的不同端口连接。
16.进一步地，所述从机数量由从机的端口数和待测雷达的测试端口数确定。
17.有益效果
18.与现有技术相比，本发明的优点在于：
19.本发明所提供的一种雷达测试射频线路切换系统，根据测试需求向主机控制电路下发上位机指令，主机控制电路根据上位机指令控制主机射频同轴开关的开合状态，使测试仪器与从机之间的射频通道通过主机射频同轴开关来接通，同时主机控制电路根据上位机指令向从机控制电路下发主机控制指令，从机控制电路根据主机控制指令控制多个从机射频同轴开关的开合状态，使主机与待测雷达之间的射频通道通过从机射频同轴开关来接通，从而实现待测雷达与测试仪器之间所需的射频通道接通，实现雷达测试。
20.本发明针对不同参数测试无需手动更换线缆，大大提高了测试效率，降低了误操作概率。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本发明实施例中雷达测试射频线路切换系统结构框图；
23.图2是本发明实施例中主机内多个主机射频同轴开关与测试仪器、从机的连接关
系图；
24.图3是本发明实施例中单个从机内多个从机射频同轴开关与主机、待测雷达的连接关系图；
25.图4是本发明实施例中主机控制模块的电路原路图；
26.图5是本发明实施例中从机控制模块的电路原理图；
27.图6是本发明实施例中rs232通信模块的电路原理图；
28.图7是本发明实施例中第一rs485通信模块的具体电路原理图；
29.图8是本发明实施例中第二rs485通信模块的具体电路原理图；
30.图9是本发明实施例中报警模块的电路原理图；
31.图10是本发明实施例中3.3v供电模块电路原理图；
32.图11是本发明实施例中各主机开关驱动模块的电路原理图；
33.图12是本发明实施例中射频同轴开关s1的电路原理图；
34.图13是本发明实施例中射频同轴开关s2的电路原理图；
35.图14是本发明实施例中射频同轴开关s3的电路原理图；
36.图15是本发明实施例中射频同轴开关s4的电路原理图；
37.图16是本发明实施例中射频同轴开关s5的电路原理图；
38.图17是本发明实施例中各从机开关驱动模块的电路原理图；
39.图18是本发明实施例中射频同轴开关s6～s11的电路原理图；
40.图19是本发明实施例中射频同轴开关s12的电路原理图。
具体实施方式
41.下面结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.下面以具体地实施例对本技术的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
43.如图1～3所示，本实施例所提供的一种雷达测试射频线路切换系统，包括主机和12个从机m1～m12，主机包括5个主机射频同轴开关s1～s5和主机控制电路，每个从机均包括7个从机射频同轴开关s6～s12和从机控制电路；射频同轴开关s1与频谱仪、射频同轴开关s2和s3连接，射频同轴开关s2还与噪声源、信号源、射频同轴开关s4～s5连接，射频同轴开关s3～s5分别与12个从机的射频同轴开关s6连接；每个从机的射频同轴开关s7～s12还与待测雷达连接。根据雷达不同测试需求，上位机向主机下发上位机指令，主机控制电路根据上位机指令控制射频同轴开关s1～s5的开合状态以建立测试仪器与12个从机之间的射频通道，同时主机控制电路还根据上位机指令向每个从机下发主机控制指令，从机控制电路根据主机控制指令控制射频同轴开关s6～s12的开合状态以建立主机与待测雷达之间的射频通道，从而建立待测雷达与测试仪器之间的射频通道。
44.每个从机可以接32路端口，为了支持雷达384路端口(256路tr端口 128路if端口)的测试，采用12个相同结构的从机，即从机数量是由每个从机的端口数和待测雷达的测试
端口数来确定的。
45.本实施例中，测试仪器包括频谱仪、噪声源和信号源。
46.在本发明的一个具体实施方式中，射频同轴开关s1为单刀双掷开关，射频同轴开关s3、射频同轴开关s4和射频同轴开关s5均为单刀四掷开关，射频同轴开关s2为双刀六掷开关。如图2所示，射频同轴开关s1的动端与频谱仪连接，射频同轴开关s1的静端p1与射频同轴开关s3的动端连接，射频同轴开关s1的静端p2通过衰减器与射频同轴开关s2的第一动端对应的第一静端p1连接；射频同轴开关s2的第一动端对应的第一静端p2与噪声源连接，射频同轴开关s2的第一动端对应的第一静端p3与信号源连接，噪声源与频谱仪连接，射频同轴开关s2的第二动端对应的第二静端p5与射频同轴开关s4的动端连接，射频同轴开关s2的第二动端对应的第二静端p6与射频同轴开关s5的动端连接；射频同轴开关s3的静端p1～p4分别与从机m1～m4连接，射频同轴开关s4的静端p1～p4分别与从机m5～m8连接，射频同轴开关s5的静端p1～p4分别与从机m9～m12连接。
47.射频同轴开关s1和射频同轴开关s2的p1/p2/p3控制测试仪器的连接和切换；射频同轴开关s3控制从机m1～m4(即雷达if1～if128端口)的连接和切换；射频同轴开关s2的p5/p6和射频同轴开关s4/s5控制从机m5～m12(即雷达tr1～tr256端口)的连接和切换。主机控制电路根据上位机发出的上位机指令来控制射频同轴开关s1～s5的开合状态，实现测试仪器与各从机之间的射频通道连通，上位机指令是由上位机或测试计算机根据测试需求生成的，上位机指令为24v/200ms脉冲。
48.在本发明的一个具体实施方式中，每个从机内的射频同轴开关s6～s11均为单刀六掷开关，射频同轴开关s12为单刀双掷开关。如图3所示，每个从机的射频同轴开关s6的动端与射频同轴开关s3～s5的其中一个静端连接。具体地，从机m1的射频同轴开关s6的动端与射频同轴开关s3的静端p1连接，从机m2的射频同轴开关s6的动端与射频同轴开关s3的静端p2连接，从机m3的射频同轴开关s6的动端与射频同轴开关s3的静端p3连接，从机m4的射频同轴开关s6的动端与射频同轴开关s3的静端p4连接，从机m5的射频同轴开关s6的动端与射频同轴开关s4的静端p1连接，从机m6的射频同轴开关s6的动端与射频同轴开关s4的静端p2连接，从机m7的射频同轴开关s6的动端与射频同轴开关s4的静端p3连接，从机m8的射频同轴开关s6的动端与射频同轴开关s4的静端p4连接，从机m9的射频同轴开关s6的动端与射频同轴开关s5的静端p1连接，从机m10的射频同轴开关s6的动端与射频同轴开关s5的静端p2连接，从机m11的射频同轴开关s6的动端与射频同轴开关s5的静端p3连接，从机m12的射频同轴开关s6的动端与射频同轴开关s5的静端p4连接。
49.每个从机的射频同轴开关s6的静端p1～p6分别与该从机的射频同轴开关s7～s12的动端连接；射频同轴开关s7～s12的不同静端分别与待测雷达的不同端口连接。具体地，从机m1的射频同轴开关s7的静端p1～p6分别与待测雷达的if01～if06端口连接，从机m1的射频同轴开关s8的静端p1～p6分别与待测雷达的if07～if012端口连接，从机m1的射频同轴开关s9的静端p1～p6分别与待测雷达的if13～if18端口连接，从机m1的射频同轴开关s10的静端p1～p6分别与待测雷达的if19～if24端口连接，从机m1的射频同轴开关s11的静端p1～p6分别与待测雷达的if25～if30端口连接，从机m1的射频同轴开关s12的静端p1～p2分别与待测雷达的if31～if32端口连接。从机m2～m12中的射频同轴开关s7～s12与待测雷达各端口的连接关系以此类推。
50.每个从机可以通过开关切换将公共端(com)与某一分支端(px)连通，分支端数量为32路。所有从机采用相同的硬件设计。如图3所示，从机m1连接主机和待测雷达的ri01～ri32(tr模块的if端口)，从机m1～m4分别连接128个if端口，对应关系为：从机m1对应if1～if32，从机m2对应if33～if64，从机m3对应if65～if96，从机m4对应if97～if128。控制指令由上位机发出，然后主机将指令发送给目标从机，再由从机执行控制，控制指令为24v/200ms脉冲。
51.在本发明的一个具体实施方式中，主机控制电路包括主机控制模块、以及分别与主机控制模块连接的主机通信模块和多个主机开关驱动模块；主机控制模块通过主机通信模块与上位机、每个从机的从机通信模块通信连接；主机开关驱动模块与对应的主机射频同轴开关连接。具体地，主机通信模块包括第一rs485通信模块和rs232通信模块，第一rs485通信模块与从机通信模块通信连接，rs232通信模块与上位机通信连接。
52.在本发明的一个具体实施方式中，从机控制电路包括从机控制模块、以及分别与从机控制模块连接的从机通信模块和多个从机开关驱动模块；从机控制模块通过从机通信模块与主机的主机通信模块通信连接；从机开关驱动模块与对应的从机射频同轴开关连接。具体地，从机通信模块包括第二rs485通信模块，第二rs485通信模块与第一rs485通信模块通信连接。
53.本实施例中，主机控制模块和从机控制模块均以msp430f系列的微控制器为核心，主机控制模块的电路原路图如图4所示，从机控制模块的电路原理图如图5所示。主机的rs232通信模块以型号为max3232的收发器为核心，具体电路原理图如图6所示。主机的第一rs485通信模块和从机的第二rs485通信模块均以型号为max3485/sp3485的收发器为核心，第一rs485通信模块的具体电路原理图如图7所示，第二rs485通信模块的具体电路原理图如图8所示。主机控制电路和从机控制电路均还包括报警模块，报警模块的具体电路原理图均如图9所示。主机控制电路和从机控制电路的电源模块均包括24v供电模块、5v供电模块和3.3v供电模块，3.3v供电模块电路原理图均如图10所示。
54.多个主机开关驱动模块用于在主机控制模块的控制下驱动5个主机射频同轴开关s1～s5的动作，各主机开关驱动模块的电路原理图如图11所示，各射频同轴开关的电路原理图如图12～16所示，图中sw1对应s1，sw2对应s2，sw3对应s3，sw4对应s4，sw5对应s5。
55.多个从机开关驱动模块用于在从机控制模块的控制下驱动7个从机射频同轴开关s6～s12的动作，各从机开关驱动模块的电路原理图如图17所示，图17中sw1对应s6，sw2对应s7，sw3对应s8，sw4对应s9，sw5对应s10，sw6对应s11，sw7对应s12；射频同轴开关s6～s11的电路原理图如图18所示，图18中sw1对应s6或s7或s8或s9或s10或s11，射频同轴开关s12的电路原理图如图19所示，sw7对应s12。
56.以雷达1808的接收机增益测试，测试通道5为例。测试要求：雷达的tr5端口与信号源连接，if5端口与频谱仪连接。
57.根据测试的要求，需要切换主机、从机m1和m2的射频同轴开关，具体切换状态为：
58.主机：s1闭合p1，s2闭合p3和p5，s3闭合p1，s4闭合p1，s5全部断开。
59.从机m1：s6闭合p5，s7闭合p1，s8/s9/s10/s11全部断开，s12闭合p1。
60.从机m2：s6闭合p5，s7闭合p1，s8/s9/s10/s11全部断开，s12闭合p1。
61.以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，
任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。