本發(fā)明涉及支持多T/R組件測(cè)試的收發(fā)切換控制信號(hào)產(chǎn)生方法及裝置。

背景技術(shù)：

T/R組件是相控陣體制電子裝備中數(shù)量最多、同時(shí)也是最為重要的一類微波多功能組件。它基于分時(shí)工作體制，在發(fā)射狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)發(fā)射激勵(lì)信號(hào)功率放大，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分配后反饋向天線陣子，并進(jìn)行相位加權(quán)以形成良好的發(fā)射方向圖；在接收狀態(tài)下，對(duì)來(lái)自天線陣子的微弱小信號(hào)進(jìn)行不失真低噪聲放大，同樣也要進(jìn)行幅度和相位加權(quán)以形成良好的接收方向圖。而收發(fā)切換時(shí)間則是評(píng)價(jià)T/R組件性能的一個(gè)重要指標(biāo)，它表征了從發(fā)射到接收或者從接收到發(fā)射兩種工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間。

對(duì)于單個(gè)T/R組件收發(fā)切換時(shí)間的測(cè)試，需要的測(cè)試儀器主要是數(shù)字示波器。其基本實(shí)現(xiàn)思路是將T/R組件狀態(tài)控制器的收發(fā)切換控制信號(hào)Tr，T/R組件的發(fā)射輸出信號(hào)和接收輸出信號(hào)輸入至示波器中，測(cè)試得到兩路信號(hào)之間的延時(shí)(一般是觸發(fā)信號(hào)的沿變和收發(fā)信號(hào)的下降沿之間的延時(shí))，即為收發(fā)切換時(shí)間，如圖1所示。圖1中t1表示組件由發(fā)射態(tài)(T)變?yōu)榻邮諔B(tài)(R)的切換時(shí)間，t2表示組件由接收態(tài)(R)變?yōu)榘l(fā)射態(tài)(T)的切換時(shí)間。

由于單個(gè)組件測(cè)試效率太低，為增大測(cè)試規(guī)模、提高測(cè)試效率和測(cè)試資源利用率，實(shí)際工程測(cè)試中開(kāi)始采用多組件共同測(cè)試的工作模式，但也帶來(lái)了新的工程技術(shù)難題，如何才能便捷、高效、可靠地實(shí)現(xiàn)多組件的“收發(fā)切換時(shí)間”測(cè)試。比如系統(tǒng)要測(cè)試四個(gè)T/R組件，目前的解決方式主要有兩種。第一種是擴(kuò)充測(cè)試通道數(shù)目，增加示波器數(shù)量，如圖2所示；第二種是增加專門(mén)的收發(fā)切換開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)各組件的收發(fā)切換控制信號(hào)進(jìn)行選通，如圖3所示。

現(xiàn)有的兩種方案存在的缺點(diǎn)為：

1)基于多示波器測(cè)試的方法：由于單臺(tái)示波器通常只有四個(gè)通道，面對(duì)多組件的系統(tǒng)測(cè)試，只能增加示波器數(shù)量，系統(tǒng)成本高，擴(kuò)展性差。

2)基于開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)切換的測(cè)試方法：增加開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)同樣會(huì)增加系統(tǒng)成本，更重要的是，開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)端口的駐波會(huì)影響到收發(fā)切換控制信號(hào)的邊沿特性，進(jìn)而影響到收發(fā)切換時(shí)間指標(biāo)的測(cè)試。

3)上述兩種方法，收發(fā)切換信號(hào)都是采用沿變觸發(fā)，這種方式需要在測(cè)試軟件中判斷何時(shí)采用哪種沿變觸發(fā)(上升沿或者下降沿)，然后頻繁地對(duì)示波器進(jìn)行觸發(fā)設(shè)置改動(dòng)，這在多組件長(zhǎng)時(shí)間多指標(biāo)低容錯(cuò)的測(cè)試環(huán)境下，不是一種最優(yōu)解。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明公開(kāi)了支持多T/R組件測(cè)試的收發(fā)切換控制信號(hào)產(chǎn)生方法及裝置，本發(fā)明通過(guò)帶有收發(fā)切換產(chǎn)生單元的T/R組件狀態(tài)控制器，能夠很好地解決系統(tǒng)成本高、準(zhǔn)確度低、軟件開(kāi)銷大等缺點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下：

支持多T/R組件測(cè)試的收發(fā)切換控制信號(hào)產(chǎn)生裝置，包括T/R組件狀態(tài)控制器，所述T/R組件狀態(tài)控制器分別與多個(gè)待測(cè)的數(shù)字T/R組件相連，所述T/R組件狀態(tài)控制器通過(guò)收發(fā)切換線連接至數(shù)字示波器，多個(gè)待測(cè)的數(shù)字T/R組件分別通過(guò)開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)連接至數(shù)字示波器；

所述T/R組件狀態(tài)控制器包括收發(fā)切換單元，所述收發(fā)切換單元用于實(shí)現(xiàn)在待測(cè)的數(shù)字T/R組件的狀態(tài)變化的同時(shí)發(fā)送一個(gè)同步信號(hào)至數(shù)字示波器。

進(jìn)一步的，所述T/R組件狀態(tài)控制器通過(guò)一根收發(fā)切換線線連接至數(shù)字示波器。

進(jìn)一步的，所述T/R組件狀態(tài)控制器分別通過(guò)收發(fā)狀態(tài)線與多個(gè)待測(cè)的數(shù)字T/R組件相連。

進(jìn)一步的，所述待測(cè)的數(shù)字T/R組件的收發(fā)狀態(tài)變化的同時(shí)T/R組件狀態(tài)控制器產(chǎn)生一個(gè)脈沖通過(guò)收發(fā)切換線線傳輸至示波器。

支持多T/R組件測(cè)試的收發(fā)切換控制信號(hào)產(chǎn)生方法，包括以下步驟：

待命狀態(tài)下，各組件的收發(fā)狀態(tài)線以及收發(fā)切換線都維持各自當(dāng)前狀態(tài)，同時(shí)等待“收發(fā)切換命令”的到來(lái)；

T/R組件狀態(tài)控制器一旦收到“收發(fā)切換命令”，便對(duì)該命令進(jìn)行解析處理，通過(guò)解析處理獲取兩方面信息，一是需要設(shè)置的目標(biāo)組件號(hào)“*”，二是需要設(shè)置的目標(biāo)組件收發(fā)狀態(tài)“Tr_new”；

T/R組件狀態(tài)控制器通過(guò)判定選擇，找到目標(biāo)組件收發(fā)狀態(tài)線“Tr*”的當(dāng)前狀態(tài)Tr_old；如果需要設(shè)置的目標(biāo)組件收發(fā)狀態(tài)“Tr_new”與收發(fā)狀態(tài)線“Tr*”的當(dāng)前狀態(tài)“Tr_old”一致，說(shuō)明組件收發(fā)狀態(tài)已經(jīng)一致，無(wú)需切換，目標(biāo)組件收發(fā)狀態(tài)線維持；

如果“Tr_new”與“Tr_old”不一致，則收發(fā)切換產(chǎn)生單元驅(qū)動(dòng)收發(fā)狀態(tài)線“Tr*”變?yōu)樾枰氖瞻l(fā)狀態(tài)“Tr_new”，與此同時(shí)T/R組件狀態(tài)控制器產(chǎn)生“同步脈沖”，保證數(shù)字示波器的脈沖發(fā)起與數(shù)字T/R組件“Tr*”的變換嚴(yán)格同步。

進(jìn)一步的，所述“同步脈沖”的脈沖寬度可以通過(guò)T/R組件狀態(tài)控制器中的計(jì)數(shù)器調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步的，所述數(shù)字T/R組件的收發(fā)狀態(tài)的變化無(wú)論是由收變發(fā)，還是由發(fā)變收，數(shù)字示波器監(jiān)測(cè)的都是一個(gè)觸發(fā)脈沖，這樣就避免了沿變觸發(fā)頻繁更改帶來(lái)的弊端。

進(jìn)一步的，所述T/R組件狀態(tài)控制器接收的“收發(fā)切換命令”由上位機(jī)下發(fā)。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明只需要一個(gè)收發(fā)切換控制信號(hào)輸出端口，就可滿足多組件收發(fā)切換時(shí)間的測(cè)試。

本發(fā)明收發(fā)切換控制信號(hào)輸出能夠與各個(gè)組件的收發(fā)狀態(tài)變換嚴(yán)格同步。

本發(fā)明脈沖觸發(fā)形式單一，對(duì)示波器的性能要求降低，但測(cè)試可靠性得到提高。

本發(fā)明擴(kuò)展性強(qiáng)，測(cè)試規(guī)模增加也無(wú)需硬件資源進(jìn)行任何變化，避免了因測(cè)試規(guī)模增加而對(duì)示波器通道數(shù)量的要求，減少了系統(tǒng)中的同軸電纜數(shù)量，方便連接有利于降低系統(tǒng)建設(shè)成本。

本發(fā)明示波器的觸發(fā)線與待測(cè)組件的收發(fā)狀態(tài)控制線在時(shí)間同步上嚴(yán)格一致，保證了測(cè)試精度。

本發(fā)明與基于開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)切換的測(cè)試方法相比，避免了駐波對(duì)測(cè)試的影響，從而也提高了測(cè)試精度。

本發(fā)明利用示波器的脈沖觸發(fā)，克服了沿變觸發(fā)帶來(lái)的儀器程控低效、容錯(cuò)性差等缺點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1單個(gè)T/R組件收發(fā)切換時(shí)間測(cè)試原理框圖；

圖2基于多示波器的多個(gè)T/R組件收發(fā)切換測(cè)試原理框圖；

圖3基于開(kāi)關(guān)切換的多個(gè)T/R組件收發(fā)切換測(cè)試原理框圖；

圖4新型多T/R組件收發(fā)切換控制信號(hào)產(chǎn)生方法對(duì)應(yīng)的裝置框圖；

圖5本發(fā)明的收發(fā)切換產(chǎn)生單元實(shí)現(xiàn)流程圖。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：

如圖4所示，支持多T/R組件測(cè)試的收發(fā)切換控制信號(hào)產(chǎn)生裝置所包括的硬件有：一臺(tái)示波器，一組開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)，四組被測(cè)T/R組件，以及一個(gè)T/R組件狀態(tài)控制器。其中，開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)部分是多T/R組件自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)必不可少的部分，它負(fù)責(zé)搭建被測(cè)件與多種測(cè)量?jī)x器之間的測(cè)試通道，以便完成發(fā)射和接收指標(biāo)參數(shù)測(cè)試，在此只示意出與本發(fā)明專利相關(guān)的開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)；一臺(tái)示波器，相較于第一種現(xiàn)有方案，成本優(yōu)勢(shì)凸顯；四組被測(cè)T/R組件,在其他硬件成本不變的前提下，被測(cè)件數(shù)目可以任意增刪，擴(kuò)展性極佳；T/R組件狀態(tài)控制器以特定總線方式對(duì)被測(cè)組件進(jìn)行寄存器級(jí)的狀態(tài)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)不同參數(shù)下的指標(biāo)測(cè)試。

本發(fā)明的核心部分，是一個(gè)帶有收發(fā)切換產(chǎn)生單元的新型T/R組件狀態(tài)控制器。該狀態(tài)控制器采用FPGA作為主控芯片，針對(duì)組件收發(fā)切換時(shí)間這一指標(biāo)測(cè)試，專門(mén)開(kāi)辟出相應(yīng)的功能單元，可以看成是一種軟件思想的FPGA實(shí)現(xiàn)，如圖5所示。

在一套大規(guī)模的組件自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中，上位機(jī)測(cè)試軟件作為“大腦”通過(guò)程控命令調(diào)度各種儀器測(cè)試資源，從而保證各項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)有條不紊地進(jìn)行。本申請(qǐng)中的T/R組件狀態(tài)控制器就受命于上位機(jī)測(cè)試軟件，當(dāng)收到“收發(fā)時(shí)間切換”測(cè)試命令時(shí)，即開(kāi)始執(zhí)行圖5中的程序體。

在圖5中，待命狀態(tài)下，各組件的收發(fā)狀態(tài)線以及“Tr_sync”都維持各自當(dāng)前狀態(tài)，同時(shí)等待上位機(jī)“收發(fā)切換命令”的到來(lái)；FPGA一旦收到“收發(fā)切換命令”，便對(duì)該命令進(jìn)行解析處理，通過(guò)解析處理獲取兩方面信息，一是需要設(shè)置的目標(biāo)組件號(hào)“*”(其中“*”是泛指組件號(hào)，即“Tr*”可以是“Tr1”，也可以是“Tr2”，也可以是其他組件號(hào))，二是需要設(shè)置的目標(biāo)組件收發(fā)狀態(tài)“Tr_new”；接下來(lái)，通過(guò)判定選擇，找到目標(biāo)組件收發(fā)狀態(tài)線“Tr*”的當(dāng)前狀態(tài)“Tr_old”；如果需要設(shè)置的“Tr_new”與收發(fā)狀態(tài)線“Tr*”的當(dāng)前狀態(tài)“Tr_old”一致，說(shuō)明組件收發(fā)狀態(tài)已經(jīng)一致，無(wú)需切換，目標(biāo)組件收發(fā)狀態(tài)線維持；如果“Tr_new”與“Tr_old”不一致，則收發(fā)切換產(chǎn)生單元驅(qū)動(dòng)“Tr*”變?yōu)樾枰氖瞻l(fā)狀態(tài)“Tr_new”，與此同時(shí)“Tr_sync”產(chǎn)生同步脈沖，脈沖寬度可以通過(guò)計(jì)數(shù)器可調(diào)。由于整個(gè)收發(fā)切換產(chǎn)生單元是在同一時(shí)鐘步驟下動(dòng)作，所以能保證“Tr_sync”脈沖發(fā)起與“Tr*”的變換嚴(yán)格同步。另外，組件無(wú)論是由收(R)變發(fā)(T)，還是由發(fā)(T)變收(R)，示波器監(jiān)測(cè)的都是一個(gè)觸發(fā)脈沖，這樣就避免了沿變觸發(fā)頻繁更改帶來(lái)的弊端。

其中，“Tr_sync”是組件收發(fā)狀態(tài)變化的同步信號(hào)，即是要給示波器的觸發(fā)信號(hào)，這個(gè)信號(hào)的到來(lái)，表征著示波器“收發(fā)切換時(shí)間”測(cè)量開(kāi)始；“Tr1”，“Tr2”，“Tr3”,…,“TrN”是每個(gè)組件對(duì)應(yīng)的收發(fā)狀態(tài)線。比如要測(cè)試組件1的“收發(fā)切換時(shí)間”，控制器驅(qū)動(dòng)“Tr1”由低電平(發(fā)射態(tài))變成高電平(接收態(tài))，與此同時(shí)，控制器產(chǎn)生一個(gè)同步脈沖“Tr_sync”給示波器，以告知示波器組件1的收發(fā)切換時(shí)間測(cè)試開(kāi)始。當(dāng)“Tr1”變的時(shí)候，“Tr_sync”隨著“Tr1”同時(shí)變；“Tr2”變的時(shí)候，“Tr_sync”隨著“Tr2”同時(shí)變；以此類推，當(dāng)“TrN”變的時(shí)候，“Tr_sync”又隨著“TrN”同時(shí)變,這樣只用一根線“Tr_sync”，就能實(shí)現(xiàn)與多條組件的收發(fā)狀態(tài)線的同步變換。

另外，當(dāng)測(cè)試規(guī)模增大時(shí)，比如有N個(gè)T/R組件，該功能邏輯單元架構(gòu)不變，只需增加相應(yīng)的收發(fā)狀態(tài)線“TrN”即可。這不但方便增減測(cè)試組件數(shù)目，而且還能保證“Tr_sync”嚴(yán)格、同步地“復(fù)制”當(dāng)前選中組件的收發(fā)切換控制信號(hào)。

上述，雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。