基于PCI总线的无线电高度表测试系统
3.1.4 程控高度模拟器
程控高度模拟器为模拟发射信号在目标与接收天线之间往返路径产生的参数变化而设计,完成射频信号经由的自由空间状态模拟,即模拟导弹的飞行高度。程控高度模拟器为高度表测试提供测试高度要求的电磁波衰减与延迟特性,从而提供闭环测试条件。程控高度模拟器主要由微波开关、电控衰减器、延迟组件和控制部分组成,如图3所示。

延迟组件采用声体波延迟技术制作,由电(声)转换薄膜换能器、传播声波晶体、匹配网络(或滤波器)三部分组成。根据测试要求,需要模拟7个不同的导弹飞行高度,因此需要7个延迟组件。每个延迟组件延迟时间是固定的,根据模拟的高度不同,确定每个延迟组件的延迟时间。在每个模拟高度上,程控高度模拟器总的延迟时间τ应该满足式(2):

即由微波开关、延迟组件、程控衰减器和传输通道产生的延迟时间均应考虑在内。
微波开关用来作为天线信号通道控制器件,选择射频信号经过的延迟组件,每一时刻只打开一个通道。通道选择由微波开关控制电路实现,在进行通道转换时,应当先断开当前通道,然后接通新的通道。
电控衰减器与延迟组件、微波开关串联在射频信号回路中,用于模拟射频信号传播不同路径时产生的能量衰减。衰减值大小由施加的控制信号控制,当控制电压为O 时衰减最小。在不同模拟高度上的衰减值大小同样要综合考虑衰减器衰减值、其它器件和传输通道产生的衰减。衰减值与控制电压关系视具体衰减器型号而定。
无延迟组件射频信号通道是专为高度表射频频率、发射功率和频偏测试而设计。发射信号经过固定衰减器与本振信号(频率固定)混频(下变频),经过一个滤波器滤波后进行正交变换,将该信号送至数据采集卡进行采样,通过数据处理,计算射频信号发射功率、中心频率和调频带宽。尽管该部分不属于高度模拟器,但因其高频属性而放在一起。该部分的另外一种选择方案就是利用频谱仪、微波功率计等市售仪器组成射频参数测试子系统。其优点是便于维修调试,缺点是费用高。
3.2 测试与管理软件
“无线电高度表测试系统”软件主要由操作系统(Windows XP)、设备驱动程序、开发平台LabWindows/CVI和测试软件集组成,相互关系见图4。

LabWindows/CVI是一种高效率的开发软件,可以编译生成独立运行的测试程序。LabWindows/CVI采用C语言编程,与仪器驱动程序的语言形式相同,便于测试编程工作。LabWindows/CVI还提供了安装打包手段,可将所有测试程序及驱动软件打包成可安装型文件形式,便于用户安装使用。
测试程序在软件平台之上完成,利用软件平台提供的用户开发接口开发测试程序,而不通过设备驱动程序等低层软件对具体的仪器设备编程。软件平台驱动包括硬件接口、仪器驱动程序等与测试资源相关的所有软件驱动,完成软件平台与硬件之间接口驱动。测试层次结构如图5所示。

(1)物理接口层
物理接口层是软件和硬件结合层,硬件是功能模板卡及标准仪器,由测控计算机提供PCI总线控制和GPIB总线控制转接接口,软件是计算机的驱动程序,提供对控制卡的I/O操作。该层提供测控计算机与仪器间物理连接。
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