一种脉冲应答机的老炼测试台、老炼测试方法及系统与流程

1.本发明涉及应答机技术领域，尤其涉及一种脉冲应答机的老炼测试台、老炼测试方法及系统。


背景技术：

2.脉冲应答机安装在各种类型空间运行载体上，与地面雷达协同工作，增加作用距离，完成对载体飞行轨道的实时测量。脉冲应答机可以提供精度较高的距离和速度信息，同时为事后分析提供飞行轨道数据。脉冲应答机的基本工作原理是接收地面雷达的上行信号，并延时转发，地面雷达通过测量时延测到径向距离，同时通过跟踪测角，实现飞行器定位。
3.脉冲应答机安装之后，在各种类型空间运行载体上运行，较难维护，需要脉冲应答机具有较高的可靠性。例如，较长的无故障运行时间，较高的测量和转发精度。因此，需要在安装之前对脉冲应答机进行老炼测试，以确定脉冲应答机具有较高的可靠性，保证脉冲应答机在各种类型空间运行载体上可靠运行。而目前的方案中没有脉冲应答机的老炼测试装置，导致脉冲应答机的可靠性测试无法实现。
4.因此，亟需一套完整的脉冲应答机的老炼测试装置，实现脉冲应答机的可靠性测试。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种脉冲应答机的老炼测试台、老炼测试方法及系统，能够实现脉冲应答机的老炼测试，确保脉冲应答机的可靠性。
6.第一方面，本发明提供了一种脉冲应答机的老炼测试台，老炼测试台包括锁相源单元、调制衰减单元、负载单元和检波单元；锁相源单元产生晶振信号，并将晶振信号锁相放大后，生成设定频率设定振幅的基准信号，向调制衰减单元输出基准信号；调制衰减单元，与锁相源单元连接，用于对基准信号的频率和/或幅值进行调节，输出测试信号；负载单元，与调制衰减单元连接，用于将测试信号射频输出给脉冲应答机，并接收脉冲应答机回复的反馈信号，以及将反馈信号输出给检波单元；检波单元，与负载单元连接，接收反馈信号，并将反馈信号放大后输出，以完成脉冲应答机在不同幅值和不同频率下的老炼测试。
7.本发明提供一种脉冲应答机的老炼测试台，由晶振信号进行频率和振幅调节，生成设定频率设定振幅的基准信号，在基准信号的基础上，对基准信号的频率和/或幅值进行调节，输出不同幅值和不同频率的测试信号，之后接收脉冲应答机回复的反馈信号，并将反馈信号放大后，输出给信号处理装置，以完成脉冲应答机在不同幅值和不同频率下的老炼测试，实现脉冲应答机的老炼测试，确保脉冲应答机的可靠性。
8.在一种可能的实现方式中，锁相源单元，包括：晶振模块、锁相环模块、微带滤波器、放大器和π型衰减器；晶振模块产生晶振信号；锁相环模块对晶振信号进行锁相；微带滤波器对锁相后的晶振信号中设定频率的信号进行滤波，输出给放大器设定频率的信号；放
大器接收设定频率的信号，并对设定频率的信号进行功率放大，将放大后设定频率的信号输出给π型衰减器；π型衰减器接收放大后设定频率的信号，并进行功率衰减，生成设定频率设定振幅的基准信号。
9.在一种可能的实现方式中，锁相源单元，包括：晶振模块、锁相环模块、第一微带滤波器、第一放大器、π型衰减器、第二放大器、第二微带滤波器、第三放大器；晶振模块产生晶振信号；锁相环模块对晶振信号进行锁相；第一微带滤波器对锁相后的晶振信号中设定频率的信号进行滤波，输出给第一放大器设定频率的第一信号；第一放大器接收第一信号，并对第一信号进行功率放大，将放大后的第一信号输出给π型衰减器；π型衰减器接收放大后的第一信号，并进行功率衰减，生成第二信号；第二放大器接收第二信号，并对第二信号进行功率放大，将放大后的第二信号输出给第二微带滤波器；第二微带滤波器对放大后的第二信号进行滤波，输出给第三放大器设定频率的第三信号；第三放大器接收第三信号，并对第三信号进行功率放大，生成设定频率设定振幅的基准信号。
10.在一种可能的实现方式中，老炼测试台还包括控制器，调制衰减单元包括：微波开关和数控衰减器；控制器分别与微波开关和数控衰减器连接；微波开关接收控制器输出的频率控制信号，基于频率控制信号实现微波开关开启和关闭，以对基准信号的频率进行步进调节；数控衰减器接收控制器输出的振幅控制信号，基于振幅控制信号步进调节数控衰减器的衰减量，以对基准信号的振幅进行步进调节；控制器生成频率控制信号和振幅控制信号，对微波开关和数控衰减器进行控制，以输出不同频率和不同振幅的测试信号。
11.在一种可能的实现方式中，所述控制器包括第一单片机、第二单片机和第三单片机；所述第一单片机包括幅度调节引脚和频率调节引脚，所述幅度调节引脚与所述数控衰减器连接，所述频率调节引脚与所述微波开关连接；所述第二单片机与所述锁相源单元连接，用于对所述锁相源单元进行锁相控制；所述第三单片机用于接收用户的输入指令，所述用户的输入指令包括控制屏幕显示的指令，与所述第一单片机的通讯指令。
12.在一种可能的实现方式中，所述负载单元包括：环形器、输出接口和耦合微带线；所述环形器分别与所述输出接口和耦合微带线连接；所述环形器单向接收所述测试信号，并将所述测试信号经所述输出接口发送给应答机；并经由输出接口接收应答机的反馈信号，将所述反馈信号经由耦合微带线发送给所述检波单元。
13.在一种可能的实现方式中，所述老炼测试台还包括：电源单元；所述电源单元包括交流开关和电源模块，所述电源模块的输入端与所述交流开关连接，所述电源模块的输出端包括第一直流电源、第二直流电源、第三直流电源和第四直流电源；所述第一直流电源为12v直流电源，为所述锁相源单元、所述调制衰减单元和所述检波单元供电；所述第二直流电源为24v直流电源，为电压表和电流表供电；所述第三直流电源为电压可调的直流电源，该直流电源的电压调节范围为23v至33v，所述第三直流电源为第一脉冲应答机供电；所述第四直流电源为电压可调的直流电源，该直流电源的电压调节范围为23v至33v，所述第四直流电源为第二脉冲应答机供电。
14.在一种可能的实现方式中，所述老炼测试台还包括：显示单元；所述显示单元与第三单片机连接；所述显示单元包括显示屏、电压表和电流表，接收第三单片机发送的显示指令，并显示所述显示指令中的数据。
15.第二方面，本发明实施例提供了一种脉冲应答机的老炼测试方法，包括：获取需要
对脉冲应答机进行老炼测试的测试信号的频率和振幅；控制锁相源单元开启，锁相源单元用于产生晶振信号，并将晶振信号锁相放大后，生成设定频率设定振幅的基准信号，向调制衰减单元输出基准信号；基于测试信号的频率，生成频率控制信号；并基于测试信号的振幅，生成振幅控制信号；控制调制衰减单元开启，向调制衰减单元发送频率控制信号和振幅控制信号，以使调制衰减单元基于频率控制信号和振幅控制信号，对基准信号的频率和/或幅值进行调节，输出测试信号；控制负载单元开启，负载单元用于将测试信号射频输出给脉冲应答机，并接收脉冲应答机回复的反馈信号，以及将反馈信号输出给检波单元；控制检波单元开启，检波单元用于接收反馈信号，并将反馈信号放大后输出，以完成脉冲应答机在不同幅值和不同频率下的老炼测试。
16.第三方面，本发明实施例提供了脉冲应答机的老炼测试系统，包括如上述第一方面以及第一方面中任一种可能的实现方式所述的老炼测试台，以及信号处理装置；所述信号处理装置用于接收并处理脉冲应答机的反馈信号，并输出处理结果。
17.上述第二方面至第三方面中任一种实现方式所带来的技术效果可以参见第一方面对应实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本发明实施例提供的一种脉冲应答机的老炼测试台的结构示意图；
20.图2是本发明实施例提供的另一种脉冲应答机的老炼测试台的结构示意图；
21.图3是本发明实施例提供的一种老炼测试台的电源单元的结构示意图；
22.图4是本发明实施例提供的另一种老炼测试台的电源单元的结构示意图；
23.图5是本发明实施例提供的一种脉冲应答机的老炼测试方法的流程示意图。
具体实施方式
24.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
25.在本发明的描述中，除非另有说明，“/”表示“或”的意思，例如，a/b可以表示a或b。本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。此外，“至少一个”“多个”是指两个或两个以上。“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
26.在本技术实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本技术实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨
在以具体方式呈现相关概念，便于理解。
27.此外，本技术的描述中所提到的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或模块，而是可选的还包括其他没有列出的步骤或模块，或可选的还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。
28.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图通过具体实施例来进行说明。
29.如背景技术所述，目前亟需一套完整的脉冲应答机的老炼测试装置，实现脉冲应答机的可靠性测试。
30.为解决上述技术问题，如图1所示，本发明实施例提供了一种脉冲应答机的老炼测试台。该老炼测试台10包括锁相源单元101、调制衰减单元102、负载单元103和检波单元104。
31.需要说明的是，脉冲应答机11是应答机中的一种。示例性的，本发明实施例中的脉冲应答机11可以为脉冲相参应答机。
32.本技术实施例中，锁相源单元101产生晶振信号，并将晶振信号锁相放大后，生成设定频率设定振幅的基准信号，向调制衰减单元102输出基准信号。
33.本技术实施例中，调制衰减单元102，与锁相源单元101连接，用于对基准信号的频率和/或幅值进行调节，输出测试信号。
34.本技术实施例中，负载单元103，与调制衰减单元102连接，用于将测试信号射频输出给脉冲应答机，并接收脉冲应答机回复的反馈信号，以及将反馈信号输出给检波单元104。
35.本技术实施例中，检波单元104，与负载单元103连接，接收反馈信号，并将反馈信号放大后输出，以完成脉冲应答机11在不同幅值和不同频率下的老炼测试。
36.本发明提供一种脉冲应答机的老炼测试台，由晶振信号进行频率和振幅调节，生成设定频率设定振幅的基准信号，在基准信号的基础上，对基准信号的频率和/或幅值进行调节，输出不同幅值和不同频率的测试信号，之后接收脉冲应答机回复的反馈信号，并将反馈信号放大后，输出给信号处理装置，以完成脉冲应答机在不同幅值和不同频率下的老炼测试，实现脉冲应答机的老炼测试，确保脉冲应答机的可靠性。
37.可选的，图2为本发明实施例提供的一种脉冲应答机的老炼测试台的结构示意图。
38.在一些实施例中，锁相源单元101可以包括：晶振模块1011、锁相环模块1012、微带滤波器、放大器和π型衰减器1015；
39.示例性的，晶振模块1011产生晶振信号。
40.需要说明的是，链路的第一级为晶振模块。其中，晶振模块的输出频率为100mhz，输出功率大于0dbm。温度范围为-40℃-+70℃。晶振的参数指标可以参考表1所示。
41.表1
[0042][0043]
示例性的，锁相环模块1012对晶振信号进行锁相。
[0044]
需要说明的是，晶振模块产生的频率为100mhz的射频信号经过锁相环模块后产生所需的高频信号。锁相环模块的频率范围为25-6000mhz。
[0045]
示例性的，微带滤波器对锁相后的晶振信号中设定频率的信号进行滤波，输出给放大器设定频率的信号。
[0046]
示例性的，放大器接收设定频率的信号，并对设定频率的信号进行功率放大，将放大后设定频率的信号输出给π型衰减器。
[0047]
需要说明的是，信号经微带滤波器滤波后，进入放大器进行信号放大。放大器的工作频率可以为dc-12ghz，在该频率下增益为11db。
[0048]
示例性的，π型衰减器1015接收放大后设定频率的信号，并进行功率衰减，生成设定频率设定振幅的基准信号。
[0049]
为调节链路增益，链路中还设置有π型衰减器。例如，π型衰减器的设计增益可以为-4db。信号经过放大器和π型衰减器综合调节后，将信号输出给调制衰减单元。
[0050]
需要说明的是，射频信号由晶振产生经锁相环后产生所需频率，然后经过滤波放大输出到调制衰减单元，经环形器后由射频天线输出。由耦合天线输入的信号经双节环形器后经检波器与放大器后输出检波波形，以完成脉冲应答机在不同幅值和不同频率下的老炼测试。
[0051]
在另一些实施例中，锁相源单元101还可以包括：晶振模块1011、锁相环模块1012、第一微带滤波器1013、第一放大器1014、π型衰减器1015、第二放大器1016、第二微带滤波器1017、第三放大器1018。
[0052]
示例性的，晶振模块1011产生晶振信号。
[0053]
示例性的，锁相环模块1012对晶振信号进行锁相。
[0054]
示例性的，第一微带滤波器1013对锁相后的晶振信号中设定频率的信号进行滤波，输出给第一放大器1014设定频率的第一信号。
[0055]
示例性的，第一放大器1014接收第一信号，并对第一信号进行功率放大，将放大后的第一信号输出给π型衰减器1015。
[0056]
示例性的，π型衰减器1015接收放大后的第一信号，并进行功率衰减，生成第二信
号。
[0057]
示例性的，第二放大器1016接收第二信号，并对第二信号进行功率放大，将放大后的第二信号输出给第二微带滤波器1017。
[0058]
示例性的，第二微带滤波器1017对放大后的第二信号进行滤波，输出给第三放大器1018设定频率的第三信号。
[0059]
示例性的，第三放大器1018接收第三信号，并对第三信号进行功率放大，生成设定频率设定振幅的基准信号。
[0060]
在一些实施例中，老炼测试台10还包括控制器，调制衰减单元102包括：微波开关和数控衰减器；控制器分别与微波开关和数控衰减器连接。
[0061]
示例性的，微波开关接收控制器输出的频率控制信号，基于频率控制信号实现微波开关开启和关闭，以对基准信号的频率进行步进调节。
[0062]
其中，微波开关的数量可以为一个或多个。例如，第一微波开关1021和第二微波开关1022。多个微波开关串联连接，可以更加精细化的调节频率。微波开关的工作范围为dc-12ghz，在工作频点下隔离度为50db，差损为1.5db，开关速度为6ns。
[0063]
例如，该调制衰减单元可以包括两级微波开关。第一微波开关1021和第二微波开关1022。本发明实施例通过控制微波开关的开合和关闭，实现射频激励信号开关输出，重复频率在100hz-5khz之间调节，实现脉冲信号的宽度在800ns-900ns内。
[0064]
示例性的，数控衰减器接收控制器输出的振幅控制信号，基于振幅控制信号步进调节数控衰减器的衰减量，以对基准信号的振幅进行步进调节。
[0065]
其中，该调制衰减单元可以包括三级数控衰减器。例如，第一数控衰减器1023、第二数控衰减器1024和第三数控衰减器1025。数控衰减器的工作频率可以为2.2ghz-8ghz。步进0.5db，最大可衰减量为31.5db。在该频率下差损为4db。
[0066]
例如，数控衰减器可以为20db衰减器，工作频率为dc-10ghz。可控制该衰减器进行20db的衰减。在该频率下差损为1.5db。三级衰减器的最大衰减量可达71.5db。控制器控制进行射频激励信号幅度在-60-0db之间调节，以及10db的步进调节。
[0067]
示例性的，控制器生成频率控制信号和振幅控制信号，对微波开关和数控衰减器进行控制，以输出不同频率和不同振幅的测试信号。
[0068]
在一些实施例中，所述控制器包括第一单片机、第二单片机和第三单片机。
[0069]
示例性的，第一单片机包括幅度调节引脚和频率调节引脚，所述幅度调节引脚与所述数控衰减器连接，所述频率调节引脚与所述微波开关连接。
[0070]
示例性的，第二单片机与所述锁相源单元101连接，用于对所述锁相源单元101进行锁相控制。
[0071]
示例性的，第三单片机用于接收用户的输入指令，所述用户的输入指令包括控制屏幕显示的指令，与所述第一单片机的通讯指令。
[0072]
在一些实施例中，负载单元103包括：环形器1031、输出端口1032和耦合微带线1033。
[0073]
作为一种可能的实现方式，环形器1031单向接收所述测试信号，并将所述测试信号经所述输出接口1032发送给应答机11；并经由输出接口1032接收应答机11的反馈信号，将所述反馈信号经由耦合微带线1033发送给所述检波单元104。
[0074]
此外，环形器1031单向接收测试信号实现输出端口1032与调制衰减单元102的隔离。
[0075]
可以理解的是，老炼测试台10具有检波输出功能，可以对峰值功率不小于100w的射频脉冲进行检波输出。脉冲应答机11转发接收到的测试信号，由耦合天线1033输入到负载单元103，并传输至检波单元104进行检波输出。
[0076]
需要说明的是，负载单元103的适用频率范围为dc-6ghz，驻波系数小于1.2，连续波耐受功率为60w，在10us脉宽1％占空比的脉冲信号下的耐受功率为600w。脉冲应答机11的信号脉宽小于900ns，占空比小于0.5％。
[0077]
脉冲应答机11的反馈信号经过耦合强度分别为-25db，30-db的耦合天线，经耦合后传输给检波单元104。该检波单元104的频率范围为1mhz-10ghz，精度为1db，输出脉冲响应时间小于10ms。
[0078]
在一些实施例中，老炼测试台10还包括：电源单元105。
[0079]
作为一种可能的实现方式，如图3所示，电源单元105包括交流开关和电源模块，电源模块的输入端与所述交流开关连接，所述电源模块的输出端包括第一直流电源、第二直流电源、第三直流电源和第四直流电源。
[0080]
示例性的，第一直流电源为12v直流电源，为锁相源单元101、调制衰减单元102和检波单元104供电。
[0081]
示例性的，第二直流电源为24v直流电源，为电压表和电流表供电。
[0082]
示例性的，第三直流电源为电压可调的直流电源，该直流电源的电压调节范围为23v至33v，所述第三直流电源为第一脉冲应答机供电。
[0083]
示例性的，第四直流电源为电压可调的直流电源，该直流电源的电压调节范围为23v至33v，第四直流电源为第二脉冲应答机供电。
[0084]
需要说明的是，电源单元105的输入为ac220v 50hz，输出为dc23-33v可调，dc24v＞1a，dc12v＞1a，直流输出纹波小于20mv。电源单元105的两路输出dc23-33v，额定电流＞1a。
[0085]
电源单元105通过高精度的电位器进行电压值调节，实现在23-33v范围内连续调节输出电压，并在电压表中显示。
[0086]
在一些实施例中，老炼测试台还包括：显示单元。显示单元与第三单片机连接。
[0087]
其中，显示单元包括显示屏、电压表和电流表，接收第三单片机发送的显示指令，并显示所述显示指令中的数据。
[0088]
在一些实施例中，显示单元可以设置于老炼测试台的控制面板上。其中，电压表用于显示晶振信号、基准信号、测试信号和反馈信号的电压值；电流表用于显示晶振信号、基准信号、测试信号和反馈信号的电流值。
[0089]
在一些实施例中，老炼测试台的控制面板包括接地开关。
[0090]
示例性的，如图4所示，接地开关第一端连接电源模块的负母线，第二端连接机壳地。
[0091]
如此，电源模块的第三直流电源和第四直流电源分别为一台脉冲应答机供电。接地开关断开时，电源模块的负母线与机壳地是断开状态，此时，电源模块提供给脉冲应答机的电压为浮地状态电压。接地开关闭合时，电源模块的负母线与机壳地是闭合状态，此时，
电源模块提供给脉冲应答机的电压为接地状态电压。
[0092]
在另一些实施例中，老炼测试台的控制面板还设置有幅度调节旋钮、频率调节旋钮、步进按键、信号开关按键等。手动将控制量输入到控制器中，控制器将控制量输出到各功能单元，实现信号的衰减和调节，进而实现测试信号频率和振幅的步进调节，实现脉冲应答机的老炼测试。
[0093]
可选的，如图5所示，本发明实施例提供了一种脉冲应答机的老炼测试方法。该老炼测试方法包括步骤s201-s206。
[0094]
s201、获取需要对脉冲应答机进行老炼测试的测试信号的频率和振幅。
[0095]
s202、控制锁相源单元开启，锁相源单元用于产生晶振信号，并将晶振信号锁相放大后，生成设定频率设定振幅的基准信号，向调制衰减单元输出基准信号。
[0096]
s203、基于测试信号的频率，生成频率控制信号；并基于测试信号的振幅，生成振幅控制信号。
[0097]
s204、控制调制衰减单元开启，向调制衰减单元发送频率控制信号和振幅控制信号，以使调制衰减单元基于频率控制信号和振幅控制信号，对基准信号的频率和/或幅值进行调节，输出测试信号。
[0098]
s205、控制负载单元开启，负载单元用于将测试信号射频输出给脉冲应答机，并接收脉冲应答机回复的反馈信号，以及将反馈信号输出给检波单元。
[0099]
s206、控制检波单元开启，检波单元用于接收反馈信号，并将反馈信号放大后输出，以完成脉冲应答机在不同幅值和不同频率下的老炼测试。
[0100]
可选的，本发明实施例还提供了一种脉冲应答机的老炼测试系统。该老炼测试系统包括上述实施例中的老炼测试台10，以及信号处理装置；信号处理装置用于接收并处理脉冲应答机的反馈信号，并输出处理结果。
[0101]
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。