CN103713282B - 基于通用测试平台的视频自动对消装置的自动测试系统 - Google Patents

Abstract

基于通用测试平台的视频自动对消装置的自动测试系统，它涉及连续波雷达技术及故障自动测试技术领域。通用测试平台(1)与专用适配器(2)通过以太网通信接口进行双向数据和命令的传输，专用适配器(2)在测试程序集的控制下为被测视频自动对消装置(3)的测试提供测试信号矢量。它可以高效、准确地完成发射泄漏自动对消装置的功能和性能测试、故障诊断和故障定位等综合测试，解决了目前测试技术和方法功能单一、测试精度受限、测试效率低、可扩展性差等诸多缺陷，具有通用性能好、功能可扩展性强、测试移植性好、测试精度和测试效率高等优点。

Description

基于通用测试平台的视频自动对消装置的自动测试系统

技术领域：

本发明涉及连续波雷达技术及故障自动测试技术领域，尤其涉及一种基于通用测试平台的视频自动对消装置的自动测试系统。

背景技术：

伪随机码调相连续波是一种具有高距离分辨力、高速度分辨力、低截获概率特性的雷达体制，受到国内外的重视和广泛研究，在近程侦察、低空目标指示、超视距目标探测、空间目标测量等领域得到了广泛应用。但是，对于单基地伪随机码调相连续波雷达，不论采用单天线还是双天线，发射泄漏都是制约其性能的重要因素之一，发射泄漏自动对消是必须采用的技术，否则发射泄漏会恶化系统性能，更为严重的可能使雷达系统的目标探测功能失效。

专利申请号200810078665.9发明了一种伪码调相连续波雷达发射泄漏的视频自动对消装置，由伪码调相连续波雷达输出的视频回波信号和对消参考伪码信号同时接到模拟对消器的两个输入端，应用对消剩余检测器和对消分析控制器对模拟对消器的输出进行检测、分析和比较，逐步调整对消参考码的幅度和极性，最后使发射泄漏的对消剩余在可接受的门限范围内，从而减小甚至完全消除伪码调相连续波雷达的发射泄漏。利用该专利技术的发射泄漏视频自动对消器已成功应用于伪码调相连续波体制的近程侦察雷达中。

视频自动对消装置在近程侦察雷达领域的成功应用同时也带来了产品生产和基层级、中继级维修过程中如何对视频自动对消器的功能、性能、故障状态及故障定位进行快速、准确的测量、分析和综合测试问题。目前，视频自动对消器的功能、性能测量采用分立设备、辅助专用测试工装，通过人工调整、测试的方法来进行，虽然基本能满足产品生产的需求，但是存在着测试效率低、测量精度受限、测试系统的通用性和可移植性差等缺陷，也缺乏故障诊断和故障分析、定位的功能，无法满足基层级和中继级产品维修的需求。

自动测试系统(ATS)是一种通过计算机控制实现器件、电路板和子系统等测试的设备。ATE通用平台是一个可升级、参数化的测试平台，可以最小的代价换取最大的测试效果，完善的功能模块和工具，为测试人员提供良好的测试环境，提高测试精度。ATE通用平台为不同类型产品、装备在同一平台上进行自动测试提供了技术基础。基于ATE通用测试平台的设备性能测试、故障自动诊断、分析和定位，已成为国内外自动测试技术的发展趋势。本发明基于ATE通用测试平台+专用适配器的系统架构，专用适配器提供测试激励信号，通用测试平台的测试程序完成视频自动对消器的自动测试、故障诊断和定位的控制，信号采集、分析和处理，可以实现视频自动对消器的功能和性能测试、故障诊断和定位等综合测试，不仅具有技术先进、测量精度和测试效率高、故障分析定位准确、通用性好、可移植性强等技术优势，国内外也未见基于通用测试平台的伪码调相连续波雷达发射泄漏自动对消装置的自动测试系统的相关专利报道。

发明内容：

本发明的目的是提供基于通用测试平台的视频自动对消装置的自动测试系统，它可以高效、准确地完成发射泄漏自动对消装置的功能和性能测试、故障诊断和故障定位等综合测试，解决了目前测试技术和方法功能单一、测试精度受限、测试效率低、可扩展性差等诸多缺陷，具有通用性能好、功能可扩展性强、测试移植性好、测试精度和测试效率高等优点。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：它是由通用测试平台1、专用适配器2、被测视频自动对消装置3组成；通用测试平台1提供高速ADC、高速DAC、逻辑控制、采样通道、通信接口、供电电源、测试程序集等硬件、软件资源，通用测试平台1与专用适配器2通过以太网通信接口进行双向数据和命令的传输，专用适配器2在测试程序集的控制下为被测视频自动对消装置3的测试提供测试信号矢量，包括可设置距离、速度、起伏特性的目标回波、地杂波、噪声及干扰、被测单元的逻辑控制信号和可编程电压信号，测试程序集控制被测视频自动对消装置3综合性能的自动测试，通过发送不同指令给专用适配器2，由专用适配器2产生不同的测试信号矢量，构建理想测试环境、地杂波测试环境以及干扰测试环境，对被测视频自动对消装置3的基本功能、性能以及复杂信号环境下的自动对消静态性能和动态性能进行测试，通用测试平台1对被测视频自动对消装置3输出的视频信号、对消参考码、对消检测电压进行高速信号采样，由测试程序集进行信号分析与处理、性能指标计算、故障诊断与故障定位，最后形成被测视频自动对消装置3在三种测试环境下的性能参数、故障状态、故障定位结果数据报表，测试程序集控制通用测试平台1、专用适配器2可以对被测视频自动对消装置3的对消伪码极性、幅度范围，对消检测器的性能参数，泄漏对消剩余，对消处理时间，对消器动态特性，对消器的信噪比恶化等进行自动测量，同时根据各参数的测量结果、结合测试矢量组合和故障字典，得出被测视频自动对消装置3的故障状态并对故障进行精确定位，测试程序集自动生成视频自动对消器在三种测试环境下的性能参数、故障状态、故障定位结果数据报表。

所述的专用适配器2采用FPGA、高速DAC和嵌入式CPU的硬件架构的高性能硬件电路板，测试信号矢量产生、逻辑控制信号产生由FPGA实现，以太网接口由嵌入式CPU实现，嵌入式CPU与FPGA之间通过双口RAM进行数据交换，使用CPU的I/O信号直接对FPGA进行控制和管理，专用适配器2与通用测试平台1的机械和电气接口满足ATE通用测试平台适配器开发技术要求。FPGA、高速DAC和嵌入式CPU的硬件架构产生测试激励信号，可以灵活地产生自动测试过程中所需的伪码调相连续波雷达的目标回波、发射泄漏、地物杂波回波、噪声、干扰及其组合信号，并可精确模拟目标距离、速度、幅度起伏特性，设置测试信号矢量的信杂比、信噪比参数，为视频自动对消器构造理想测试环境、地物杂波测试环境及干扰测试环境，通过不同测试环境下的测试数据，全面反映视频自动对消器的静态、动态性能。

所述的被测视频自动对消装置3的自动测试处理过程包括理想测试、地杂波和干扰三种测试环境下视频自动对消器的性能参数测试、故障诊断和定位分析以及数据报表形成，三种测试环境下的处理流程相似，其中理想测试环境下的具体工作流程为：a、通用平台加电正常工作后，运行视频自动对消器自动测试程序，测试程序初始化通用平台资源，包括关断程控直流电源、设置各路程控直流电源的电压和电流、设置高速DAC和高速ADC的转换速率、设置可编程I/O的电平标准和状态、初始化以太网，向适配器发送开机报文；b、等待适配器的开机应答报文，若100ms内收到应答报文进入测试主界面；若未收到应答报文，适配器故障，结束测试退出测试程序；c、进入测试主界面后，显示提示信息，等待测试开始；d、测试开始，打开视频自动对消器供电电源，进行理想环境下的测试处理，向适配器发理想环境测试命令报文，等待适配器的应答报文；e、收到适配器应答报文，适配器已设置好理想环境下的测试信号矢量和对消控制电压；f、通用平台的高速ADC采集对消参考码信号，测试程序利用采集的数据计算对消参考码信号的峰峰值、幅度，测试程序控制适配器调整对消电压，从而得到对消器的对消参考码范围；g、通用平台的高速ADC采集对消检测电压信号，测试程序利用采集的数据计算对消检测平均电压，测试程序控制适配器调整发射泄漏的信号幅度，从而得到不同对消剩余下的对消检测电压；h、通用平台的高速ADC采集输出视频信号，测试程序利用采集的数据计算对消剩余信号的幅度，得出对消器的泄漏抑制度，计算回波信号的信噪比，从而得出对消器的信噪比恶化参数；i、根据f～h的测量结果判定故障状态；若有故障，根据测量结果和测试信号矢量组合，对故障进行定位；j、转入地杂波环境测试和干扰环境测试处理流程，完成三种环境下的性能测试，形成测试数据报表，退出测试程序。

本发明由于自动测试系统的快速、可编程序特性，不仅实现了视频自动对消器的对消时延、发射泄漏起伏下的对消性能等动态性能的自动测试，还实现了对视频对消器的功能、性能测试，同时实现故障诊断和故障定位，可应用于产品生产、产品的基层级和中继级维修检测。

本发明可以高效、准确地完成发射泄漏自动对消装置的功能和性能测试、故障诊断和故障定位等综合测试，解决了目前测试技术和方法功能单一、测试精度受限、测试效率低、可扩展性差等诸多缺陷，具有通用性能好、功能可扩展性强、测试移植性好、测试精度和测试效率高等优点。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明自动测试的处理流程图；

图3是本发明在理想测试环境下的处理流程图。

具体实施方式：

参照图1-图3，本具体实施方式采用以下技术方案：它是由通用测试平台1、专用适配器2、被测视频自动对消装置3组成；通用测试平台1提供高速ADC、高速DAC、逻辑控制、采样通道、通信接口、供电电源、测试程序集的硬件资源，通用测试平台1与专用适配器2通过以太网通信接口进行双向数据和命令的传输，专用适配器2在测试程序集的控制下为被测视频自动对消装置3的测试提供测试信号矢量，包括可设置距离、速度、起伏特性的目标回波、地杂波、噪声及干扰、被测单元的逻辑控制信号和可编程电压信号，测试程序集控制被测视频自动对消装置3综合性能的自动测试，通过发送不同指令给专用适配器2，由专用适配器2产生不同的测试信号矢量，构建理想测试环境、地杂波测试环境以及干扰测试环境，对被测视频自动对消装置3的基本功能、性能以及复杂信号环境下的自动对消静态性能和动态性能进行测试，通用测试平台1对被测视频自动对消装置3输出的视频信号、对消参考码、对消检测电压进行高速信号采样，由测试程序集进行信号分析与处理、性能指标计算、故障诊断与故障定位，最后形成被测视频自动对消装置3在三种测试环境下的性能参数、故障状态、故障定位结果数据报表，测试程序集控制通用测试平台1、专用适配器2可以对被测视频自动对消装置3的对消伪码极性、幅度范围，对消检测器的性能参数，泄漏对消剩余，对消处理时间，对消器动态特性，对消器对输入信号信噪比恶化等进行自动测量，同时根据各参数的测量结果、结合测试矢量组合和故障字典，得出被测视频自动对消装置3的故障状态并对故障进行精确定位，测试程序集自动生成视频自动对消器在三种测试环境下的性能参数、故障状态、故障定位结果数据报表。

所述的专用适配器2采用FPGA、高速DAC和嵌入式CPU的硬件架构的高性能硬件电路板，测试信号矢量产生、逻辑控制信号产生由FPGA实现，以太网接口由嵌入式CPU实现，嵌入式CPU与FPGA之间通过双口RAM进行数据交换，使用CPU的I/O信号直接对FPGA进行控制和管理，专用适配器2与通用测试平台1的机械和电气接口满足ATE通用测试平台适配器开发技术要求。FPGA、高速DAC和嵌入式CPU的硬件架构产生测试激励信号，可以灵活地产生自动测试过程中所需的伪码调相连续波雷达的目标回波、发射泄漏、地物杂波回波、噪声、干扰及其组合信号，并可精确模拟目标距离、速度、幅度起伏特性，设置测试信号矢量的信杂比、信噪比参数，为视频自动对消器构造理想测试环境、地物杂波测试环境及干扰测试环境，通过不同测试环境下的测试数据，全面反映视频自动对消器的静态、动态性能。

所述的被测视频自动对消装置3的自动测试处理过程包括理想测试、地杂波和干扰三种测试环境下视频自动对消器的性能参数测试、故障诊断和定位分析以及数据报表形成，三种测试环境下的处理流程相似，其中理想测试环境下的具体工作流程为：a、通用平台加电正常工作后，运行视频自动对消器自动测试程序，测试程序初始化通用平台资源，包括关断程控直流电源、设置各路程控直流电源的电压和电流、设置高速DAC和高速ADC的转换速率、设置可编程I/O的电平标准和状态、初始化以太网，向适配器发送开机报文；b、等待适配器的开机应答报文，若100ms内收到应答报文进入测试主界面；若未收到应答报文，适配器故障，结束测试退出测试程序；c、进入测试主界面后，显示提示信息，等待测试开始；d、测试开始，打开视频自动对消器供电电源，进行理想环境下的测试处理，向适配器发理想环境测试命令报文，等待适配器的应答报文；e、收到适配器应答报文，适配器已设置好理想环境下的测试信号矢量和对消控制电压；f、通用平台的高速ADC采集对消参考码信号，测试程序利用采集的数据计算对消参考码信号的峰峰值、幅度，测试程序控制适配器调整对消电压，从而得到对消器的对消参考码范围；g、通用平台的高速ADC采集对消检测电压信号，测试程序利用采集的数据计算对消检测平均电压，测试程序控制适配器调整发射泄漏的信号幅度，从而得到不同对消剩余下的对消检测电压；h、通用平台的高速ADC采集输出视频信号，测试程序利用采集的数据计算对消剩余信号的幅度，得出对消器的泄漏抑制度，计算回波信号的信噪比，从而得出对消器的信噪比恶化参数；i、根据f～h的测量结果判定故障状态；若有故障，根据测量结果和测试信号矢量组合，对故障进行定位；j、转入地杂波环境测试和干扰环境测试处理流程，完成三种环境下的性能测试，形成测试数据报表，退出测试程序。

本具体实施方式由于自动测试系统的快速、可编程序特性，不仅实现了视频自动对消器的对消时延、发射泄漏起伏下的对消性能等动态性能的自动测试，还实现了对视频对消器的功能、性能测试，同时实现故障诊断和故障定位，可应用于产品生产、产品的基层级和中继级维修检测。

本具体实施方式可以高效、准确地完成发射泄漏自动对消装置的功能和性能测试、故障诊断和故障定位等综合测试，解决了目前测试技术和方法功能单一、测试精度受限、测试效率低、可扩展性差等诸多缺陷，具有通用性能好、功能可扩展性强、测试移植性好、测试精度和测试效率高等优点。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (3)

1.基于通用测试平台的视频自动对消装置的自动测试系统，其特征在于它是由通用测试平台(1)、专用适配器(2)、被测视频自动对消装置(3)组成；通用测试平台(1)提供高速ADC、高速DAC、逻辑控制、采样通道、通信接口、供电电源、测试程序集或硬件、软件资源，通用测试平台(1)与专用适配器(2)通过以太网通信接口进行双向数据和命令的传输，专用适配器(2)在测试程序集的控制下为被测视频自动对消装置(3)的测试提供测试信号矢量，包括可设置距离、速度、起伏特性的目标回波、地杂波、噪声及干扰、被测单元的逻辑控制信号和可编程电压信号，测试程序集控制被测视频自动对消装置(3)综合性能的自动测试，通过发送不同指令给专用适配器(2)，由专用适配器(2)产生不同的测试信号矢量，构建理想测试环境、地杂波测试环境以及干扰测试环境，对被测视频自动对消装置(3)的基本功能、性能以及复杂信号环境下的自动对消静态性能和动态性能进行测试，通用测试平台(1)对被测视频自动对消装置(3)输出的视频信号、对消参考码、对消检测电压进行高速信号采样，由测试程序集进行信号分析与处理、性能指标计算、故障诊断与故障定位，最后形成被测视频自动对消装置(3)在三种测试环境下的性能参数、故障状态、故障定位结果数据报表，测试程序集控制通用测试平台(1)、专用适配器(2)可以对被测视频自动对消装置(3)的对消伪码极性、幅度范围，对消检测器的性能参数，泄漏对消剩余，对消处理时间，对消器动态特性，对消器的信号信噪比恶化进行自动测量，同时根据各参数的测量结果、结合测试矢量组合和故障字典，得出被测视频自动对消装置(3)的故障状态并对故障进行精确定位，测试程序集自动生成视频自动对消器在三种测试环境下的性能参数、故障状态、故障定位结果数据报表。

2.根据权利要求1所述的基于通用测试平台的视频自动对消装置的自动测试系统，其特征在于所述的专用适配器(2)采用FPGA、高速DAC和嵌入式CPU的硬件架构的高性能硬件电路板。

3.根据权利要求1所述的基于通用测试平台的视频自动对消装置的自动测试系统，其特征在于所述的被测视频自动对消装置(3)的自动测试处理过程包括理想测试、地杂波和干扰三种测试环境下视频自动对消器的性能参数测试、故障诊断和定位分析以及数据报表形成，三种测试环境下的处理流程相似，其中理想测试环境下的具体工作流程为：a、通用平台加电正常工作后，运行视频自动对消器自动测试程序，测试程序初始化通用平台资源，包括关断程控直流电源、设置各路程控直流电源的电压和电流、设置高速DAC和高速ADC的转换速率、设置可编程I/O的电平标准和状态、初始化以太网，向适配器发送开机报文；b、等待适配器的开机应答报文，若100ms内收到应答报文进入测试主界面；若未收到应答报文，适配器故障，结束测试、退出测试程序；c、进入测试主界面后，显示提示信息，等待测试开始；d、测试开始，打开视频自动对消器供电电源，进入进行理想环境下的测试处理，向适配器发理想环境测试命令报文，等待适配器的应答报文；e、收到适配器应答报文，适配器已设置好理想环境下的测试信号矢量和对消控制电压；f、通用平台的高速ADC采集对消参考码信号，测试程序利用采集的数据计算对消参考码信号的峰峰值、幅度，测试程序控制适配器调整对消电压，从而得到对消器的对消参考码范围；g、通用平台的高速ADC采集对消检测电压信号，测试程序利用采集的数据计算对消检测平均电压，测试程序控制适配器调整发射泄漏的信号幅度，从而得到不同对消剩余下的对消检测电压；h、通用平台的高速ADC采集输出视频信号，测试程序利用采集的数据计算对消剩余信号的幅度，得出对消器的泄漏抑制度，计算回波信号的信噪比，从而得出对消器的信噪比恶化参数；i、根据f～h的测量结果判定故障状态；若有故障，根据测量结果和测试信号矢量组合，对故障进行定位；j、转入地杂波环境测试和干扰环境测试处理流程，完成三种环境下的性能测试，形成测试数据报表，退出测试程序。