CN113126043B - 一种提高多普勒雷达可测试性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高多普勒雷达可测试性的方法，属于测速雷达技术领域，解决了现有的多普勒雷达的外形不与载体共形，需要的安装空间较大，安装精度差；小型化多普勒雷达的测试不便，可测试性差的问题。提高多普勒雷达可测试性的方法包括确定多普勒雷达的共形结构、进行雷达分机的模块化设计和分机测试、安装布置各分机、雷达各分机安装完成后，密封共形结构上端开口，完成小型化多普勒雷达的组装等步骤，然后进行整机测试。本发明提高了多普勒雷达的可测试性和测试可靠性。

Description

一种提高多普勒雷达可测试性的方法

技术领域

本发明涉及测速雷达技术领域，尤其涉及一种提高多普勒雷达可测试性的方法。

背景技术

现有的飞行器有多种，包括飞机、无人机、航空航天设备及电子设备等。多普勒雷达用于为卫星导航系统提供三轴向速度等导航信息，以实现导航/多普勒组合导航功能。工作过程中，以多普勒效应为基础，基于测量雷达辐射的电磁波与回波之间的频率差异来得到速度信息，频率上的差异即多普勒频率偏移。当雷达的参数确定以后，多普勒频率fd仅仅与雷达的载体相对于地面的运动速度有关。通过波束天线测量得到的雷达载体速度矢量的各个分量供导航用。

对于飞行器，其外形、尺寸和空气动力学特性等都有严格的要求。随着技术的发展和指标的需要，对该类设备的尺寸和重量提出了严格的要求，小型化设计显得非常重要。

由于飞行器使用环境严酷，现有的多普勒雷达的外形多为矩形结构，且不与载体共形，需要的安装空间较大，安装精度低，严重影响雷达的性能和载体的整体性能。另外，现有的多普勒雷达一旦安装就不能互换，不具备可维修性或者维修性差。现有的雷达多由于安装空间富裕而尺寸较大，对其进行测试时可以开箱进行分机测试。随着飞行器功能的日益强大化，飞行器上的设备安装空间越来越具有技术价值，对空间的科学利用也提出了更高的要求。为了降低多普勒雷达设备的尺寸和重量，实现外形小型化，需要对测速多普勒雷达进行小型化设计，但是小型化的多普勒雷达由于尺寸小，安装后不便对其进行性能测试，因此，亟需提供一种提高多普勒雷达可测试性的方法。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种提高多普勒雷达可测试性的方法，以解决如下问题之一：(1)现有的多普勒雷达的外形不与载体共形；(2)需要的安装空间较大，安装精度差；(2)保障与载体共形且安装空间小的多普勒雷达的可测试性，解决小型化多普勒雷达的测试不便的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了提高多普勒雷达可测试性的方法，具体的技术方案如下：

一种提高多普勒雷达可测试性的方法，其特征在于，所述多普勒雷达具有与安装表面共形的结构，多普勒雷达各分机置于共形结构的空腔内，该方法包括如下步骤：

(1)根据多普勒雷达适用场景的尺寸，确定多普勒雷达的共形结构；

(2)根据确定的共形结构，进行雷达分机的模块化设计和分机测试；

(3)将测试合格的模块化的天线分机设置在共形结构底部；

(4)在天线分机上方布置测试合格的模块化的滤波器、电源分机和收发组件；

(5)将测试合格的接收分机、接线分机和信号处理分机布置在共形结构的最上部空间；

(6)雷达各分机安装完成后，密封共形结构上端开口，完成小型化多普勒雷达的组装；

(7)进行整机测试。

进一步地，所述步骤(3)中，所述天线分机采用无源分机，不用供电，将天线分机放置在最底层。

进一步地，所述步骤(4)中，将滤波器、电源分机和收发组件布置在天线分机上方的同一层中，形成中间层，并将滤波器、电源分机布置在靠近雷达对外接口的位置。

进一步地，所述步骤(5)中，将接收分机、接线分机和信号处理分机布置在中间层上部的共形结构的最上部空间，形成最上层，信号处理分机布置在最外侧位置。

进一步地，所述步骤(5)中，所述接线分机采用单块印制板，连接信号处理分机、收发组件与雷达控制台之间的信号。

进一步地，所述步骤(7)中，对共形结构内的各分机组成的雷达主体进行整体测试。

进一步地，所述步骤(1)中，所述共形结构包括主体框架和上盖板，所述主体框架为两端开口的筒体结构，雷达天线罩和上盖板分别设于筒体结构的两端，主体框架和天线罩均与安装表面共形。

进一步地，所述天线罩和主体框架之间搭接。

进一步地，所述步骤(2)中，各分机采用盒体结构以实现模块化。

进一步地，雷达分机包括天线分机、收发组件、接收分机、信号处理分机、接线分机和电源分机。

进一步地，共形结构的主体框架的内部空腔为多层结构，各层空腔结构根据布置的分机盒体结构、数量划分多个分区。具体地，主体框架的内部空腔为3层结构，包括上层、中间层和下层，天线分机单独占下层；所述滤波器、电源分机、收发组件位于中间层；所述接收分机、接线分机和信号处理分机位于上层。更具体地，信号处理分机单独布置在上层的一侧区域，所述接收分机和接线分机平行设置在上层的另一侧区域，所述电源分机位于滤波器和收发组件之间，所述收发组件位于接线分机和信号处理分机的下方，所述电源分机位于上层的接收分机的下方，所述接收分机的下表面设有空腔结构，所述接线分机位于接收分机和电源分机之间的接收分机的空腔结构内。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果之一：

1、基于飞行器安装空间的科学化利用的考虑，本发明同时考虑了如何实现多普勒雷达与安装表面的共形，且尽量减小需要的安装空间，实现多普勒雷达的小型化(共形结构尺寸可做到以下尺寸：长×宽×高＝135mm×68mm×36.5mm，天线分机尺寸可做到：长×宽×高＝114mm ×47mm×9.5mm，收发组件尺寸可做到：长×宽×高＝60mm×40mm× 10.8mm，接收分机尺寸可做到：长×宽×高＝40mm×27mm×16.3mm，电源分机尺寸可做到：长×宽×高＝31mm×20mm×9mm，为常规雷达尺寸的1/3-1/4)，并保障与安装载体共形，需要的安装空间小的小型化多普勒雷达的可测试性和测试便利性、可靠性。

2、本发明采用了与飞行器共形的多普勒雷达的外形结构，即共形结构，雷达与飞行器共形、分机与整机共形，既实现了与导航技术性能相关联的结构技术安装精度要求，又实现了结构电磁屏蔽设计，能够物理屏蔽电磁波的进入，不仅有效地解决了飞行器安装和小型化问题，减少了硬件设备的复杂程度，降低了测试的难度，从而提高小型化多普勒雷达的可测试性。此外，还保证了与飞行器的安装精度，而且有效提高了产品的可靠性、维修性和电磁兼容性。

3、本发明考虑到多普勒雷达各分机的小型化特点，安装和测试过程难度较大，不同于常规尺寸的多普勒雷达，且小型化多普勒雷达不便于进行多个单机的测试，本发明对分机的选择、分机的形式、分机的布置都进行了便于测试的设计，并在安装前进行分机测试，极大地提高了小型化多普勒雷达的可测试性，且无需开箱即可进行测试。

4、本发明通过对分机的选择、分机的形式、分机的布置都进行了便于测试的设计，并在安装前进行分机测试，使得安装在共形结构内的小型化多普勒雷达的测试能够满足设计阶段、装配阶段和飞行阶段的全过程的测试要求，通过模拟装配状态和模拟飞行状态下的测试，采用射频信号源测试即可完成多普勒雷达交付前的测试；采用机内自检测试即可完成多普勒雷达交付装定后测试，明显提高了小型化多普勒雷达的可测试性。

5、整个多普勒雷达的结构紧凑，集成程度较高，有利于提高测速精度、可靠性、可维修性，也便于飞行器装载设备的更新换代。

6、本发明的多普勒雷达的布局结构，采用分机堆叠的方式将各分机盒体堆叠设置于主体框架的内部空腔，使多普勒雷达的整体结构更加紧凑，集成程度更高，有利于提高测速精度、可靠性、可维修性，便于各分机装配、测试、接线及维修，也便于飞行器的更新换代。

7、天线分机是无源分机，不用供电，而且可靠性非常高，经测试合格后基本不用维修，故将其放置在最下层。收发组件与天线分机和接线分机进行射频电缆、低频电缆进行通讯和控制，将收发组件布置在天线分机上层最有利于电缆连接和装配。电源分机、滤波器和接线分机靠近雷达对外接口，有利于缩短对外连接器到滤波器、电源分机和接线分机的电缆长度，也方便了接线分机与接收分机、收发组件和信号处理的电缆连接。信号处理分机是多普勒雷达功能最复杂、电子线路最集中的部件，是控制多普勒雷达工作的核心，将该分机置于最外侧，只要用螺丝刀就可打开该分机屏蔽盒盖进行调整，有利于该分机检修；为方便安装收发组件的高频电缆；在安装收发组件的前方面板进行了开槽设计，通过开槽口进行电缆的拆卸与安装，便于整机的安装和测试。

8、本发明将各分机盒体通过减振结构固定在主体框架上，各分机盒体设有用于安装减振结构的安装孔，在雷达整机内部具有垂直方向和水平方向减振功能，通过设置减振结构能够避免分机盒体与主体框架直接碰撞，显著衰减来自安装面的振动伤害，避免振动对测试的影响，提高多普勒雷达测试的准确性和可靠性。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明提高多普勒雷达可测试性的流程示意图；

图2为本发明实施例中多普勒雷达的剖视图一；

图3为本发明实施例中多普勒雷达的天线分机外形示意图；

图4为本发明实施例中多普勒雷达的收发组件外形示意图；

图5为本发明实施例中多普勒雷达的接收分机外形示意图；

图6为本发明实施例中多普勒雷达的接收分机盒体结构视图；

图7为本发明实施例中多普勒雷达的电源分机外形示意图；

图8为本发明实施例中多普勒雷达的信号处理分机减振结构安装示意图；

图9为本发明实施例中多普勒雷达的结构示意图一；

图10为本发明实施例中多普勒雷达的结构示意图二；

图11为本发明实施例中多普勒雷达的主体框架的内部结构示意图；

图12为本发明实施例中多普勒雷达的支架的结构示意图；

图13为本发明实施例中多普勒雷达的剖视图二；

图14为图13中A区域局的部放大图。

附图标记：

1-天线分机、2-收发组件、3-接收分机、3.1-腔体；3.2-隔板；3.3减重槽；3.4-过线通孔；4-信号处理分机、5-接线分机、6-电源分机、7-主体框架、7.1-凸沿、7.2-定位销孔；7.3-框架安装孔；7.4-测试接口；7.5- 限位结构；7.6-支撑结构；8-上盖板、9-滤波器、10-支架；10.1-第一容纳空间；10.2-第二容纳空间；10.3-第三容纳空间；10.4-接线分机安装孔； 10.5-接收分机安装孔；10.6-主横梁；10.7-主纵梁；10.8-辅横梁；10.9-辅纵梁；11-天线罩；12-减振结构；12.1-减振垫；12.2-螺钉；13-信号处理分机印制板；14-信号处理分机支座；15-测试接口盖板；16-调试接口盖板。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

同时考虑了如何实现多普勒雷达与安装表面的共形，并尽量减小所需的安装空间，实现多普勒雷达的小型化，并保证可与安装表面共形性的小型化多普勒雷达的可测试性及测试可靠性。

本发明的多普勒雷达具有与安装表面共形的结构，多普勒雷达各分机置于共形结构的空腔内。共形结构包括主体框架7和上盖板，所述主体框架为两端开口的筒体结构，雷达天线罩和上盖板分别设于筒体结构的两端，主体框架和天线罩均与安装表面共形。

主体框架7的内部空腔用于容纳雷达主体；雷达主体包括天线分机1、收发组件2、接收分机3、信号处理分机4、接线分机5、电源分机6；雷达主体采用模块化设计的分机堆叠结构，天线分机1、收发组件2、接收分机3、信号处理分机4、接线分机5、电源分机6均为盒体结构，采用分机堆叠的方式将各分机盒体堆叠设置于主体框架7的内部空腔。

具体的，共形结构的主体框架的内部空腔可为多层结构，各层空腔结构根据布置的分机盒体结构、数量划分多个分区。更具体地，主体框架的内部空腔为3层结构，包括上层、中间层和下层，天线分机单独占下层；所述滤波器、电源分机、收发组件位于中间层；所述接收分机、接线分机和信号处理分机位于上层。更具体地，信号处理分机单独布置在上层的一侧区域，所述接收分机和接线分机平行设置在上层的另一侧区域，所述电源分机位于滤波器和收发组件之间，所述收发组件位于接线分机和信号处理分机的下方，所述电源分机位于上层的接收分机的下方，所述接收分机的下表面设有空腔结构，所述接线分机位于接收分机和电源分机之间的接收分机的空腔结构内。

本发明通过天线分机采用无源分机，不用供电，而且可靠性非常高，经测试合格后基本不用维修，将天线分机放置在最底层；将滤波器、电源分机和收发组件布置在天线分机上方的同一层中，形成中间层，并将滤波器、电源分机布置在靠近雷达对外接口的位置；并将接收分机、接线分机和信号处理分机布置在中间层上部的共形结构的最上部空间，形成最上层，信号处理分机布置在最外侧位置；接线分机采用单块印制板，连接信号处理分机、收发组件与雷达控制台之间的信号，以及各分机采用盒体结构以实现模块化，天线罩和主体框架之间采用搭接的方式等技术手段，以便于走线和信号的测试，提高雷达分机之间的相互影响以及对外界的电磁屏蔽能力，从而提高小型化多普勒雷达的可测试性。

本发明采用结合共形结构和分机的选择、分机的形式、分机的布置的设计思路来提供小型化多普勒雷达的测试便利性和可靠性，因此本发明提供了一种提高多普勒雷达可测试性的方法，小型化多普勒雷达具有与安装表面共形的结构，多普勒雷达各分机置于共形结构的空腔内，该方法包括如下步骤：

(1)根据多普勒雷达适用场景的尺寸，确定多普勒雷达的共形结构；

(2)根据确定的共形结构，进行雷达分机的模块化设计和分机测试；

(3)将测试合格的模块化的天线分机设置在共形结构底部；

(4)在天线分机上方布置测试合格的模块化的滤波器、电源分机和收发组架；

(5)将测试合格的接收分机、接线分机和信号处理分机布置在共形结构的最上部空间；

(6)雷达各分机安装完成后，密封共形结构上端开口，完成小型化多普勒雷达的组装；

(7)进行整机测试。

上述方法可以实现不开箱即可实现对共形结构内的各分机组成的雷达主体进行整体测试。并且，安装在共形结构内的小型化多普勒雷达的测试能够满足设计阶段、装配阶段和飞行阶段的全过程的测试要求，通过模拟装配状态和模拟飞行状态下的测试，采用射频信号源测试即可完成多普勒雷达交付前的测试；采用机内自检测试即可完成多普勒雷达交付装定后测试，明显提高了小型化多普勒雷达的可测试性。

另外，各分机采用模块化结构，各分机在功能上是独立的，可脱离接口设备对其进行测试和检查，大大提高了雷达的可测试性。更换后不需要做维修调试工作，拆卸安装时不需要使用专用工具，更换时间短。可在接线分机的上设置多个测试点，通过接线分机的多个测试点，在检查或维修时，只要打开整机外壳，就可以测试到接线分机上的测试点；若要更换接收分机或信号处理分机，都可以不拆卸、不移动其他分机，做到视觉可达；打开多普勒雷达上盖板和信号处理分机的屏蔽盒体，可以清楚的看到多普勒雷达的控制核心，从而完成对多普勒雷达的综合检测，做到实体可达，大大提高了设备的可测试性。

实施例1

本发明采用结合共形结构和分机的选择、分机的形式、分机的布置的设计思路来实现多普勒雷达与安装表面共形、需要的安装空间小(即小型化)，并提高多普勒雷达的测试便利性和可靠性。

具体地，本实施例提供了一种提高多普勒雷达可测试性的方法，多普勒雷达具有与安装表面共形的结构，多普勒雷达各分机置于共形结构的空腔内，该方法包括如下步骤：

(1)根据多普勒雷达适用场景的尺寸，确定多普勒雷达的共形结构；

(2)根据确定的共形结构，进行雷达分机的模块化设计和分机测试；

雷达主体包括天线分机1、收发组件2、接收分机3、信号处理分机 4、接线分机5、电源分机6，天线分机、收发组件、接收分机、电源分机均可设计为盒体形式，将盒体安装布置在主体框架的空腔内部。各分机放入盒体内前，进行性能测试，看是否完好，能否满足性能要求。

具体地，多普勒雷达各分机中，天线分机可采用波导平板裂缝阵固定天线，采用收发共用单天线形式，由若干条窄边开缝的薄壁铝波导、馈电波导、波导同轴转换器、吸收负载组成。通过螺钉和圆柱销安装在主体框架上。如图3所示。天线分机1靠近天线罩11，单独布置于主体框架7的下层空腔，通过螺钉和圆柱销安装在主体框架7上。

收发组件2由发射单元、接收单元两部分组成，其中发射单元由恒温晶振、锁相介质振荡器、放大器、耦合器、衰减器、PIN调制器、功放、隔离器、环行器、射频SP4T开关、失配负载组成；接收单元由双平衡混频器、腔体滤波器、放大器、镜像抑制混频器、低噪放、PIN开关、隔离器、低噪声中放组成。收发组件2设置于主体框架7的中间层空腔，通过螺钉安装在整机主体框架7上。收发组件内的恒温晶振对振动环境比较敏感，为减小振动环境对分机性能的影响，在分机外部采用减振结构 12进行减振，如图4所示，收发组件2的四角位置设置4个减振结构12，避免了振动条件下相位噪声的恶化。通过大量的力学分析和试验验证，收发组件振动条件下相位噪声指标满足系统指标要求。

接收分机3由两级AGC中频放大器、隔离放大器、滤波器、混频器、 AGC低频放大器、低通滤波器、自检电路等部分组成。其主要功能为对来自收发组件输出的中频信号进行放大、滤波、第二检波和低频放大，输出低频回波至信号处理分机；当有自检指令时，自检电路工作，实现闭环自检。通过螺钉固定在支架上。为实现接收分机3内部模块化设计且各模块间相互隔离，接收分机3采用盒体结构，盒体结构由隔板3.2分隔成多个独立的腔体3.1，腔体3.1间留有过线通孔3.4，各独立腔体3.1 的大小根据安装的功能部件设置，如图5至图6所示，盒体结构设有4 个独立的腔体3.1，隔板3.2设有过线通孔3.4。为实现整机的重量目标，在盒体结构的侧壁设有多个减重槽3.3，实现接收分机3重量小于预分配重量。为实现接收分机内部模块化设计且各模块间相互隔离，接收分机采用盒体结构，盒体结构设计为4个独立的腔体，腔体间留有过电缆圆孔。

电源分机6由电源模块和电源滤波模块组成，用于将载体上电压转换为雷达内部各分机使用的电源电压。如图7所示。电源分机6通过螺钉固定在支架10上。

信号处理分机4作为多普勒雷达的重要组成部分，直接影响多普勒雷达的性能，完成回波信号的采集、抽样滤波、谱分析等功能，进行了减振设计和热设计。面积大且是多层印制板，为解决此类印制板抗振能力弱的特点，设计时对信号处理分机进行减振，采用橡胶减振器，减振效率超过60％，大幅降低了印制板的振动响应。采用橡胶减振结构12，如图8所示，信号处理分机印制板13固定设置于信号处理分机支座14 上，信号处理分机支座14通过减振结构12安装在主体框架7上，减振结构12件的数量为4个，设置于信号处理分机支座14的四个角，减振效率超过60％，大幅降低了信号处理分机印制板13的振动响应。信号处理分机4采取自然对流和辐射散热

接线分机为单块印制板，为了便于走线及信号的测试，设置此分机，用于转接信号处理与收发组件的信号连接、信号处理与雷达控制台的信号连接等。接线分机由印制电路板、连接器、连接电缆组成。

(3)将测试合格的模块化的天线分机设置在共形结构底部；

为了便于接线和测试，天线分机采用无源分机，不用供电，而且可靠性非常高，经测试合格后基本不用维修，故将其放置在最下层，即天线分机1靠近天线罩11，单独布置于下层；并通过定位销与框架实现防差错。

(4)在天线分机上方布置测试合格的模块化的滤波器、电源分机和收发组架；

滤波器9、电源分机6、收发组件2布置于天线分机1上面的中间层，电源分机6位于滤波器9和收发组件2之间，电源分机6、滤波器9靠近雷达对外接口，有利于缩短对外连接器到滤波器9、电源分机6电缆长度。

(5)将测试合格的接收分机、接线分机和信号处理分机布置在共形结构的最上部空间；

接收分机3、接线分机5和信号处理分机4布置于上层，上层分为两个区域，信号处理分机4单独布置在上层的一侧区域，接收分机3和接线分机5平行设置在上层的另一侧区域，信号处理分机4置于主体框架7 内部空腔的最外侧；接线分机5位于接收分机3和中间层的电源分机6 之间的接收分机3的空隙内。接线分机5靠近雷达对外接口，有利于缩短对外连接器到接线分机5的电缆长度，也方便了接线分机5与接收分机3、收发组件2和信号处理的电缆连接。信号处理分机4是多普勒雷达功能最复杂、电子线路最集中的部件，是控制多普勒雷达工作的核心，将该分机置于最外侧，只要用螺丝刀就可打开该分机屏蔽盒盖进行调整，有利于必要时信号处理分机4的检修和测试；

(6)雷达各分机安装完成后，密封共形结构上端开口，完成小型化多普勒雷达的组装；

上盖板、天线罩与主体框架之间接缝采用搭接形式，并通过螺钉紧固，有效的保证了盒体连续的金属接触，达到电磁屏蔽的效能，也提高了小型化多普勒雷达的可测试性。

(7)进行整机测试。

整体来看，雷达各分机的布局方式为：天线分机1靠近天线罩11，单独布置于下层；滤波器9、电源分机6、收发组件2布置于天线分机1 上面的中间层；接收分机3、接线分机5和信号处理分机4布置于上层。其中，上层分为两个区域，信号处理分机4单独布置在上层的一侧区域，接收分机3和接线分机5平行设置在上层的另一侧区域，信号处理分机4 置于主体框架7内部空腔的最外侧；中间层的电源分机6位于滤波器9 和收发组件2之间，中间层的收发组件2位于接线分机5和信号处理分机4的下方，中间层的电源分机6位于上层的接收分机3的下方，接线分机5位于接收分机3和中间层的电源分机6之间的接收分机3的空隙内，电源分机6、滤波器9和接线分机5靠近雷达对外接口；布置于下层的收发组件2位于信号处理分机4的下方，在安装收发组件2的前方面板进行开槽设计，通过面板上的开槽口进行电缆的拆卸与安装。

与现有技术相比，本实施例提供的多普勒雷达布局结构，将多普勒雷达整机结构模块化设计，将主体框架7的内部空腔结构设为3层结构，采用分机堆叠结构有利于各分机装配、测试、接线及维修。天线分机1 是无源分机，不用供电，而且可靠性非常高，经测试合格后基本不用维修，故将其放置在最下层。收发组件2与天线分机1和接线分机5进行射频电缆、低频电缆进行通讯和控制，将收发组件2布置在天线分机1 上层最有利于电缆连接和装配。电源分机6、滤波器9和接线分机5靠近雷达对外接口，有利于缩短对外连接器到滤波器9、电源分机6和接线分机5的电缆长度，也方便了接线分机5与接收分机3、收发组件2和信号处理的电缆连接。信号处理分机4是多普勒雷达功能最复杂、电子线路最集中的部件，是控制多普勒雷达工作的核心，将该分机置于最外侧，只要用螺丝刀就可打开该分机屏蔽盒盖进行调整，有利于该分机检修；为方便安装收发组件2的高频电缆，在安装收发组件2的前方面板进行了开槽设计，可通过开槽口进行电缆的拆卸与安装，方便了整机的安装。

将雷达组装完成后，即可开展性能测试，上述方法可以实现不开箱即可实现对共形结构内的各分机组成的雷达主体进行整体测试。并且，安装在共形结构内的小型化多普勒雷达的测试能够满足设计阶段、装配阶段和飞行阶段的全过程的测试要求，通过模拟装配状态和模拟飞行状态下的测试，采用射频信号源测试即可完成多普勒雷达交付前的测试；采用机内自检测试即可完成多普勒雷达交付装定后测试，明显提高了小型化多普勒雷达的可测试性。

射频信号源测试时，取下失配负载，将发射信号通过电缆连接输入到信号源。机内自检的方式由于经过失配负载反射回的信号相对发射信号时间延迟非常小，与间断连续波情况下的工作状态有差别。用射频信号源采用射频存储技术可以模拟回波信号时间延迟、多普勒频率、回波信号功率，能完成雷达在间断连续波状态下的功能性测试。

机内自检测试时，雷达的波束切换开关设计为单刀四掷开关，其中一路接失配负载，当有自检指令时，开关接通失配负载，雷达发射的信号经失配负载后反射一部分信号回到接收支路，同时中频接收机内的本振信号切换到FM+Fd信号，混频后产生Fd的信号，此频率差作为多普勒频率，信号处理检测出Fd的频率，如果频率及信号幅度大小在一定的公差范围内，则雷达正常。此方法可以检测到除天线分机及天线与收发组件间高频电缆外的功能单元模块，可以检验到软件流程、多普勒频率估计等关键算法，任务的关键功能可以由BIT进行监控。经过测试筛选后的天线分机及天线分机与收发组件间高频电缆各项性能指标稳定，在机内自检时可以不再进行检测，从而达到不开箱测试。

机内自检可以检测到除天线分机及天线分机与收发组件之间高频电缆外的所有功能模块，可以检验到软件流程、多普勒频率估计等关键算法，任务的关键功能可以由BIT进行监控。在地面、飞行状态下，多普勒雷达均能进行可靠的自检，通过状态字的形式回送到制导计算机，从而可以清楚地判断多普勒雷达的失效故障部位。

采用上述方法，可以得到符合性能和指标要求的小型化多普勒雷达。测试结果显示：机内自检可以显示雷达状态字、故障码、三轴向速度值等参数，射频信号源测试时还可以显示信噪比、AGC电压、频率值等参数。

为了更好地提高小型化多普勒雷达的可测试性，还可以考虑以下方面内容：

1、抑制电磁干扰源方面：除了采用屏蔽技术，减少干扰源辐射对雷达系统可靠性的影响，对每个分机采用屏蔽盒外，各分机采用多层布置外，还可以对功率大的信号采用高屏蔽电缆、分机间连线尽可能绕开强辐射地区、对电路中的时钟线采用屏蔽布放，远离敏感电路等；

2、除了合理布置各分机外，还可采用如下措施来提高雷达电磁屏蔽能力：提高高频前端对镜像频率的抑制度；中频放大器带宽按最佳匹配接收原则设计，占用频带宽度最小，同时获得最佳信噪比，提高了接收机的电磁干扰敏感度阈值；分机的供电输入端均加装EMI滤波电路，降低各分机之间通过电源线传导的EMI干扰；各分机内部的供电电路都配有电源滤波电路，以隔离线路内部的传导干扰；工作电源输入端，设计了专有的电源滤波器和电源尖锋干扰抑制电路，降低输入电源引入的干扰；各组合用电源均加有去耦滤波器，提高了电磁兼容性性能；总线采用变压器隔离的耦合方式，信号采用特定阻抗专用屏蔽线缆，有利于提高飞行中的电磁屏蔽能力，减少外界的电磁影响，提高可测试性和测试可靠性；

3、在雷达电磁兼容性的设计中，合理设计接地系统，可以降低系统对屏蔽和滤波的要求，有助于改善雷达的电磁兼容性。具体措施如下： (1)雷达的各分机之间、面板、底板安装时采用铝清洗剂清洗后及时组装，确保其形成良好的地通路；(2)雷达数字地与模拟地分开设计，单点连接；(3)在电路设计中，尽可能采用了覆铜或多地线层。

实施例2

本实施例详细介绍实现多普勒雷达与安装表面共形的共形结构，以及多普勒雷达在共形结构中的布置情况，以便于理解实施例1的提高小多普勒雷达可测试性的方法。

首先，多普勒雷达与安装表面共形，如图2、图9-10所示，该共形结构包括主体框架7、上盖板8，主体框架7为两端开口的筒体结构，主体框架7的内部空腔用于容纳雷达主体；上盖板8设置于筒体结构的上端，筒体结构的下端面周边具有凸沿7.1，凸沿7.1的表面与飞行器的安装面共形；采用分机堆叠的方式将各分机盒体堆叠设置于主体框架7的内部空腔。

多普勒雷达的共形结构还包括下盖板，下盖板的下表面与飞行器安装表面共形，下盖板与主体框架7的凸沿7.1装配，形成与飞行器安装表面匹配的共形面。

本实施例中，共形结构还包括天线罩11，天线罩11与下盖板独立设置，独立设置的天线罩11与下盖板共形，天线罩11、下盖板与飞行器安装面共形；或者，采用天线罩11代替下盖板，天线罩11的外表面与飞行器安装表面共形。多普勒雷达的共形结构外形采用盒体形式，上盖板8、天线罩11与整机主体框架7之间接缝采用搭接形式并通过螺钉紧固，有效的保证了盒体连续的金属接触，达到电磁屏蔽的效能。

采用天线罩11代替下盖板的技术方案中，主体框架7为两端开口的筒体结构，筒体结构的内部空腔为容纳雷达主体的空间，上盖板8通过螺钉固定于主体框架7的筒体结构的上端，筒体结构的下端面周边设有凸沿7.1，凸沿7.1的下表面与飞行器安装面共形，筒体结构的下端面设置的凸沿7.1为与筒体结构上部一体成型的法兰框，也即筒体结构的一端外边缘沿周向设置与筒体结构一体成型的法兰框，法兰框的外表面为与飞行器共形的弧形表面，法兰框的内边缘开设用于安装共形天线罩11的台阶，天线罩11的下表面与飞行器安装表面共形，天线罩11通过多个螺钉固定安装在法兰框上，天线罩11的弧形面和法兰的柱状弧形面与飞行器共形，天线罩11构成多普勒雷达的共形结构的一部分，天线罩11 与飞行器共形，天线罩11与雷达共形，雷达与飞行器共形，共形结构既是雷达主体框架7，又是雷达整机的外壳。

本实施例中，天线罩11与主体框架7的凸沿7.1之间安装有密封圈，密封圈为橡胶圈，实现天线罩11与主体框架7之间的密封，与飞行器共形时能够防止水或异物进入飞行器和飞行器内。

为了安装方便，并减少雷达的使用空间，主体框架7的筒体结构和法兰的转角采用倒圆角的形式。

本实施例中，主体框架7的筒体的侧壁上设有多个接线孔和安装孔，主体框架7的凸沿7.1设有多个框架安装孔7.3，采用螺钉将主体框架7 固定于飞行器安装面。主体框架7筒体的侧壁上还设有用于研制过程中进行测试的测试接口7.4、进行调试的调试接口，并配套设有测试接口盖板15和调试接口盖板16，如图9-10所示。

为了便于主体框架7与上盖板8的准确、快速安装和定位，如图10 所示，主体框架7的顶端设有限位结构7.5，上盖板8的下端设有限位配合结构，限位结构7.5与限位配合结构配合将上盖板8固定在主体框架7 的端部。示例性的，限位部为主体框架7上端面设置的第一缺口，第一缺口底面上设有的第一凸起，限位配合结构为上盖板8下表面设置的第二凸起，第二凸起与主体框架7的上端面的第一缺口相匹配，第二凸起的表面设有与第一缺口底面上的第一凸起相匹配的第二缺口。此结构设置能够便于主体框架7与上盖板8的准确、快速安装和定位。

为了实现共形结构与飞行器之间的准确、可靠定位，在筒体结构的下端面周边开设多个定位安装孔，如图10所示，筒体结构的下端面周边具有凸沿7.1时，凸沿7.1上开有定位销孔7.2，主体框架7对应设有定位销孔7.2，定位销穿过定位销孔7.2将主体框架7与飞行器固定定位，定位销孔7.2位于多普勒雷达天线水平波束角位置的轴向中心线上。通过在主体框架7凸沿7.1上指定位置设置定位销孔7.2的结构设计，不仅能够保证多普勒雷达主体在共形结构中的定位精度，还能实现防差错安装。

与现有技术相比，本实施例提供的多普勒雷达布局结构，采用雷达与飞行器共形、分机与整机共形的结构布局设计，雷达结构紧凑，体积小，需要较小的空间，测速精度高，既实现了与导航技术性能相关联的结构技术安装精度要求，又实现了结构电磁屏蔽设计，能够实现物理屏蔽电磁波的进入，有效提高了产品的可靠性和电磁兼容性。另外，通过在主体框架7上设置限位部、上盖板8的下端设有限位配合结构保证共形结构与飞行器的定位精度，在凸沿7.1上开有定位孔的结构设计保证多普勒雷达主体在共形结构中的定位精度，通过共形结构的特殊设计实现了多普勒雷达的定位精度，确保多普勒雷达的工作性能。

此外，考虑到飞行器在飞行过程中，多普勒雷达承受的振动环境较多较大，现有的多普勒雷达主机内信号处理分机4和接收分机3的工作状态不适应飞行器飞行的振动环境，因此，将各分机盒体通过减振结构 12固定在主体框架7上，各分机盒体设有用于安装减振结构12的分机盒体安装孔，减振结构能够避免分机盒体与主体框架7直接碰撞，以降低振动伤害，具体的，将号处理分机和收发组件2通过减振结构12固定在主体框架7上，在雷达整机内部垂直方向为信号处理加装减振结构12，在水平方向为接收分机3加装减振结构12。如图8、图13、图14所示。

示例性的，减振结构12包括以下两种结构：第一种减振结构包括螺钉、两个减振垫和两个金属垫片，减振垫和金属垫片均能够套设在螺钉上，减振垫为凸台结构，包括第一段和第二段，第一段的外径小于第二段的外径，第一段的外径等于分机盒体安装孔的孔径，第一段设有允许螺钉穿过的通孔，通孔的孔径与螺钉杆直径相等。使用时，先在螺钉上依次安装第一金属垫片、第一减振垫，第一减振垫的第二段与第一金属垫片接触，将螺钉穿过分机盒体安装孔，再在螺钉的螺纹端依次安按装第二个减振垫、第二金属垫片，第一减振垫和第二减振垫的第一段相对设置且分别插入分机盒体安装孔的两端，将螺钉拧入主体框架的螺钉孔，完成待减振分机盒体与主体框架的固定连接。

第二种减振结构包括钢管芯、两个减振垫、一个金属垫片和一个螺钉，其中，钢管芯为T型结构，钢管芯的第一端外沿一体成型设有挡片，减振垫和金属垫片均能够套设在钢管芯上；减振垫为凸台结构，包括第一段和第二段，第一段的外径小于第二段的外径，第一段的外径等于分机盒体安装孔的孔径，第一段设有允许钢管芯穿过的通孔，通孔的孔径与钢管芯的外径相等。安装时，先将第一减振垫套设安装在钢管芯上，使第一减振垫的第二段与钢管芯第一端的挡片接触，将钢管芯的第二端装入分机盒体安装孔，在钢管芯穿出分机盒体安装孔的部分依次套设安装第二垫片和金属垫片，其中，第二垫片的第一段朝向分机盒体安装孔，第一减振垫和第二减振垫的第一段相对设置且分别插入分机盒体安装孔的两端，将螺钉从钢管芯的第二端穿入并拧入主体框架上的螺钉孔，完成待减振分机盒体与主体框架的固定连接。与第一种减阵结构相比，第二种减振结构通过在钢管芯的顶端外沿一体成型设置挡片，减少了零件数量，安装更方便，安装效率更高，减振效果更好。本实施例中，减振结构12的减振垫由橡胶材质制成，减振垫设置多个减振孔，减振效果更好。

本实施例中，将各分机盒体通过减振结构12固定在主体框架7上，将减振垫设置为凸台结构，避免分机盒体与主体框架7直接碰撞，显著衰减来自安装面的垂直方向和水平方向的振动伤害，使雷达更好的适应工作环境，提高多普勒雷达电磁屏蔽能力、测量精度和可靠性。

与现有技术相比，本实施例提供的多普勒雷达布局结构，采用模块化设计，将天线分机1、收发组件2、接收分机3、信号处理分机4、接线分机5、电源分机6均设置为盒体结构，采用分机堆叠的方式将各分机盒体堆叠设置于主体框架的内部空腔，使多普勒雷达的整体结构更加紧凑，集成程度更高，便于各分机装配、测试、接线及维修。通过将各分机盒体通过减振结构12固定在主体框架7上，避免分机盒体与主体框架 7直接碰撞，能够显著衰减来自安装面的振动伤害，使雷达更好的适应工作环境，提高多普勒雷达电磁屏蔽能力、提高测试的准确性和可靠性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种提高多普勒雷达可测试性的方法，其特征在于，多普勒雷达具有与安装表面共形的结构，多普勒雷达各分机置于共形结构的空腔内，该方法包括如下步骤：

(1)根据多普勒雷达适用场景的尺寸，确定多普勒雷达的共形结构；

所述共形结构包括主体框架和上盖板，所述主体框架为两端开口的筒体结构，雷达天线罩和上盖板分别设于筒体结构的两端，筒体结构的下端面周边具有凸沿；

所述凸沿上开有定位销孔，主体框架对应设有定位销孔，定位销穿过定位销孔将主体框架与飞行器固定定位，定位销孔位于多普勒雷达天线水平波束角位置的轴向中心线上；

所述主体框架的顶端设有限位结构，上盖板的下端设有限位配合结构，限位结构与限位配合结构配合将上盖板固定在主体框架的端部；限位结构为主体框架上端面设置的第一缺口，第一缺口底面上设有的第一凸起，限位配合结构为上盖板下表面设置的第二凸起，第二凸起与主体框架的上端面的第一缺口相匹配，第二凸起的表面设有与第一缺口底面上的第一凸起相匹配的第二缺口；

(2)根据确定的共形结构，进行雷达分机的模块化设计和分机测试；

各分机采用盒体结构以实现模块化；

所述主体框架的内部空腔用于容纳雷达主体；雷达主体包括天线分机、收发组件、接收分机、信号处理分机、接线分机、电源分机；雷达主体采用模块化设计的分机堆叠结构，天线分机、收发组件、接收分机、信号处理分机、接线分机、电源分机均为盒体结构，采用分机堆叠的方式将各分机盒体堆叠设置于主体框架的内部空腔；

所述主体框架的内部空腔为3层结构，包括上层、中间层和下层；

所述接收分机采用盒体结构，盒体结构由隔板分隔成多个独立的腔体，腔体间留有过线通孔，各独立腔体的大小根据安装的功能部件设置，盒体结构设有4个独立的腔体，隔板设有过线通孔，在盒体结构的侧壁设有多个减重槽；

(3)将测试合格的模块化的天线分机设置在共形结构底部；

所述天线分机采用无源分机，不用供电，将天线分机放置在下层；

(4)在天线分机上方布置测试合格的模块化的滤波器、电源分机和收发组架；

将滤波器、电源分机和收发组件布置在天线分机上方的同一层中，形成中间层，并将滤波器、电源分机布置在靠近雷达对外接口的位置；

(5)将测试合格的接收分机、接线分机和信号处理分机布置在共形结构的最上部空间；

将接收分机、接线分机和信号处理分机布置在中间层上部的共形结构的最上部空间，形成最上层，信号处理分机布置在最外侧位置；

(6)雷达各分机安装完成后，密封共形结构上端开口，完成小型化多普勒雷达的组装；

(7)进行整机测试。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)中，所述接线分机采用单块印制板，连接信号处理分机、收发组件与雷达控制台之间的信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(7)中，对共形结构内的各分机组成的雷达主体进行整体测试。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述主体框架和天线罩均与安装表面共形。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述天线罩和主体框架之间搭接。