基于PCI總線的無線電高度表測(cè)試系統(tǒng)
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3．1．4 程控高度模擬器
程控高度模擬器為模擬發(fā)射信號(hào)在目標(biāo)與接收天線之間往返路徑產(chǎn)生的參數(shù)變化而設(shè)計(jì)，完成射頻信號(hào)經(jīng)由的自由空間狀態(tài)模擬，即模擬導(dǎo)彈的飛行高度。程控高度模擬器為高度表測(cè)試提供測(cè)試高度要求的電磁波衰減與延遲特性，從而提供閉環(huán)測(cè)試條件。程控高度模擬器主要由微波開關(guān)、電控衰減器、延遲組件和控制部分組成，如圖3所示。
延遲組件采用聲體波延遲技術(shù)制作，由電(聲)轉(zhuǎn)換薄膜換能器、傳播聲波晶體、匹配網(wǎng)絡(luò)(或?yàn)V波器)三部分組成。根據(jù)測(cè)試要求，需要模擬7個(gè)不同的導(dǎo)彈飛行高度，因此需要7個(gè)延遲組件。每個(gè)延遲組件延遲時(shí)間是固定的，根據(jù)模擬的高度不同，確定每個(gè)延遲組件的延遲時(shí)間。在每個(gè)模擬高度上，程控高度模擬器總的延遲時(shí)間τ應(yīng)該滿足式(2)：
即由微波開關(guān)、延遲組件、程控衰減器和傳輸通道產(chǎn)生的延遲時(shí)間均應(yīng)考慮在內(nèi)。
微波開關(guān)用來作為天線信號(hào)通道控制器件，選擇射頻信號(hào)經(jīng)過的延遲組件，每一時(shí)刻只打開一個(gè)通道。通道選擇由微波開關(guān)控制電路實(shí)現(xiàn)，在進(jìn)行通道轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)當(dāng)先斷開當(dāng)前通道，然后接通新的通道。
電控衰減器與延遲組件、微波開關(guān)串聯(lián)在射頻信號(hào)回路中，用于模擬射頻信號(hào)傳播不同路徑時(shí)產(chǎn)生的能量衰減。衰減值大小由施加的控制信號(hào)控制，當(dāng)控制電壓為O 時(shí)衰減最小。在不同模擬高度上的衰減值大小同樣要綜合考慮衰減器衰減值、其它器件和傳輸通道產(chǎn)生的衰減。衰減值與控制電壓關(guān)系視具體衰減器型號(hào)而定。
無延遲組件射頻信號(hào)通道是專為高度表射頻頻率、發(fā)射功率和頻偏測(cè)試而設(shè)計(jì)。發(fā)射信號(hào)經(jīng)過固定衰減器與本振信號(hào)(頻率固定)混頻(下變頻)，經(jīng)過一個(gè)濾波器濾波后進(jìn)行正交變換，將該信號(hào)送至數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行采樣，通過數(shù)據(jù)處理，計(jì)算射頻信號(hào)發(fā)射功率、中心頻率和調(diào)頻帶寬。盡管該部分不屬于高度模擬器，但因其高頻屬性而放在一起。該部分的另外一種選擇方案就是利用頻譜儀、微波功率計(jì)等市售儀器組成射頻參數(shù)測(cè)試子系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是便于維修調(diào)試，缺點(diǎn)是費(fèi)用高。
3．2 測(cè)試與管理軟件
“無線電高度表測(cè)試系統(tǒng)”軟件主要由操作系統(tǒng)(Windows XP)、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、開發(fā)平臺(tái)LabWindows／CVI和測(cè)試軟件集組成，相互關(guān)系見圖4。
LabWindows／CVI是一種高效率的開發(fā)軟件，可以編譯生成獨(dú)立運(yùn)行的測(cè)試程序。LabWindows／CVI采用C語言編程，與儀器驅(qū)動(dòng)程序的語言形式相同，便于測(cè)試編程工作。LabWindows／CVI還提供了安裝打包手段，可將所有測(cè)試程序及驅(qū)動(dòng)軟件打包成可安裝型文件形式，便于用戶安裝使用。
測(cè)試程序在軟件平臺(tái)之上完成，利用軟件平臺(tái)提供的用戶開發(fā)接口開發(fā)測(cè)試程序，而不通過設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序等低層軟件對(duì)具體的儀器設(shè)備編程。軟件平臺(tái)驅(qū)動(dòng)包括硬件接口、儀器驅(qū)動(dòng)程序等與測(cè)試資源相關(guān)的所有軟件驅(qū)動(dòng)，完成軟件平臺(tái)與硬件之間接口驅(qū)動(dòng)。測(cè)試層次結(jié)構(gòu)如圖5所示。
(1)物理接口層
物理接口層是軟件和硬件結(jié)合層，硬件是功能模板卡及標(biāo)準(zhǔn)儀器，由測(cè)控計(jì)算機(jī)提供PCI總線控制和GPIB總線控制轉(zhuǎn)接接口，軟件是計(jì)算機(jī)的驅(qū)動(dòng)程序，提供對(duì)控制卡的I／O操作。該層提供測(cè)控計(jì)算機(jī)與儀器間物理連接。
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