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自動測試:“思儀”品牌的智能儀器

中電儀器已形成自主可控的技術體系和規模化發展的產品體系,手持式、便攜式、臺式、模塊化儀器和自動測試系統全面發展,測試頻率覆蓋射頻、微波毫米波、太赫茲、紅外、紫外,產品品種躋身世界前列,在國家載人航天、探月、核高基、北斗、寬帶移動通信等重大工程中發揮著重要的測試保障作用。


中電儀器在自動測試領域,通過長期跟蹤國內外先進的自動測試技術和多年的技術積累,采用國內外先進的體系結構,結合國內裝備的測試需求,形成了1類核心軟件+四類通用測試平臺+若干個實用化系統”產品體系,包括自動測試系統通用測試平臺、通用共性測試平臺、雷達測試平臺、電磁環境測試平臺和通信與通信與電子對抗測試平臺。



自動測試系統是電子測量儀器的重要門類,是指在最小程度的人工參與下,對各種電子設備研制、生產、試驗、使用與維護修理全壽命周期的各種定量、定性參數進行分析評定、故障診斷和故障預測的手段和方法的總稱。

自動測試系統包括自動測試設備(ATE)和測試程序集(TPS)兩部分, ATE主要是指用來完成測試任務的全部硬件和相應的操作系統軟件,包括硬件測試平臺和軟件測試平臺;TPS與被測對象及其測試要求密切相關,包括測試程序(TP)、接口適配器(ITA)和測試程序集文檔(TPSD)三部分。具有儀器的互換性、系統配置的靈活性、TPS的可移植性和互操作能力、良好的可維修性、測試診斷的有效性等功能特點,廣泛應用于航空、航天、艦船、雷達、通信和武器裝備等國防和工業的各個領域。




一、自動測試系統通用測試平臺

在硬件平臺方面,中電儀器無論是機箱設計加工、控制總線選擇,接口適配器設計,還是配套儀器資源研制都具有相當高技術水平,不但支持國內外上千種通用臺式儀器和模塊化儀器,而且還自主研制出構成自動測試系統的GPIB儀器136種、VXIcPCIPXILXI接口的模塊化儀器49種,并且每年增加10個以上新產品。

在軟件平臺方面,中電儀器開發出了具有自主知識產權TestCent通用軟件平臺,該軟件平臺采用基于“核心層+插件”的結構體系,構成核心層的測試程序開發平臺和運行平臺能支持當前最為通用的各類開發工具開發的測試程序,實現了測試程序運行環境、開發環境與測試程序分離。

在通用硬件和軟件平臺的基礎上,中電儀器針對構成不同軍用電子裝備共性設備的測試需求,開發出天線通用測試平臺、材料測試平臺、微波多功能組件測試平臺、雷達罩通用測試平臺、電路板測試與故障診斷通用平臺等十幾種共性通用測試平臺。另外,針對具體型號裝備的測試需求,中電儀器圍繞電磁環境監測、雷達裝備、通信與導航、電子偵察與電子干擾裝備的測試研制出多種自動測試系統并得到成功應用。



二、通用共性自動測試平臺


應用Test Center通用自動測試軟件平臺和完備的硬件平臺,中電儀器針對構成不同類型裝備的共性設備,如天線、微波多功能組件與模塊、T/R組件、吸波材料、電路板和天線罩等測試和維修保障需要,分門別類組建通用共性自動測試平臺,以解決裝備共性設備在研制、生產和裝備部隊后維修保障過程的測試問題,這種基于通用測試平臺設計思想符合新一代自動測試系統結構體系要求,也是從根本上保證同類共性設備自動測試系統具有標準、統一結構體系和標準測試程序集的關鍵。

隨著通用測試平臺功能逐步完善,針對某一具體測試對象,搭建自動測試系統和測試程序開發任務和工作將逐步轉向由用戶來完成。已開發出典型通用共性測試平臺有:材料反射/透射參數測試平臺、固體介質材料電磁參數測試系統、電路板故障診斷系統、微波毫米波天線測試系統、T/R組件通用測試平臺、數字T/R組件綜合測試系統、微波毫米波RCS測試系統、微波多功能組件通用測試平臺、機電設備綜合測試系統、微波大功率綜合測試系統、大屏蔽體電磁屏蔽效能檢測系統、小屏蔽體電磁屏蔽效能檢測系統、微波大功率行波管綜合測試系統、高性能電容/電阻/電感巡測與溫度篩選自動測試系統、微波模塊環境試驗通用巡測系統、單模光纖截止波長和譜損測試系統、光纖模場直徑測試系統、分布式光纖周界入侵監測系統、連接器及電纜組件生產線自動測試系統。


三、雷達通用測試平臺


中電儀器依托通用測試儀器的技術優勢,深入雷達裝備研制、生產和維修保障一線,經過多年發展和積累,目前在雷達測試領域已形成以下三個方面技術優勢。

1)在500MHz-20GHz(包括LSCXKu波段)的頻率范圍內模擬和產生各種體制的雷達發射信號,不但能夠實現脈內線性調頻和各種相位調制,而且能精確控制脈沖寬度、脈沖重復頻率和同一脈沖頻率下脈沖數量,在控制脈沖頻率變化同時也能同步控制脈內載頻頻率的跳變。實時復雜的控制系統和強大、靈活可變的編程能力,可以滿足當前各種體制雷達信號的模擬和產生。

2)基于高速數字射頻存儲(DRFM)技術的雷達目標信號模擬發生器,能將雷達發射信號無縫地進行存貯,并按設定延時、多普勒頻移后進行回放實現對雷達目標信號模擬。模塊化的結構體系、多通道精密延時、500Msa/s高速數據采集和大容量數字存貯等系列新技術應用,能實現1-18GHz頻率范圍內、400km距離和0-1000/秒速度、832個目標多批雷達目標信號的模擬,可應用于雷達系統標校、雷達整機性能測試與檢驗等領域。

3)以具有自主知識產權TestCent軟件為核心,開發研制出了50MHz-40GHz頻率范圍內雷達系統通用測試平臺,在該平臺的基礎上,針對不同體制雷達,或同一體制不同型號雷達,通過開發接口適配器和測試程序,研制出了多套用于雷達裝備研制、生產、試驗及裝備部隊后維修保障過程的自動測試系統。

在以上雷達測試三個方面,已研制出的典型設備和自動測試系統主要有:雷達裝備綜合測試與故障診斷平臺、有源饋電網絡自動測試系統、發射機大功率測試系統、雷達基地級測試與維修通用平臺、多體制雷達信號模擬器


四、電磁環境通用測試平臺


在電磁環境測試領域,中電儀器依托先進的電磁頻譜檢測和分析設備,研制出多型電磁環境監測系統,頻率上限到40GHz,另外根據測試接收機的不同配置,可進行電磁兼容測試和信息安全測試,全方位解決電磁環境、電磁兼容、信息安全測試方案,并能量身定制測試系統。

在電磁環境綜合測試方面,可提供針對陣地的背景噪聲、背景信號、頻譜分布情況等實現綜合性測試,也能提供針對陣地連續監測,并能分析陣地的電磁環境變化情況,測量頻率覆蓋短波、超短波、微波、毫米波頻段。在頻率管理方面,電磁環境監測系統利用監測、記錄、建庫等獲取一手頻譜數據,通過對環境中的頻譜占用度、時間占用度、空間覆蓋率等參數統計,給出環境的復雜度等級評價。利用三通道測向接收處理機和九元振子天線陣,測定電波的來波方向,測向精度均達到2°~3°,在了解干擾源方位、查找干擾源位置提供有力保障,該系統可配置電子羅盤、GPS接收等裝置。

在電磁兼容測試方面,可提供標準的頻率達40GHz電磁兼容測試系統,針對GJB151A中的輻射發射和傳導發射測量可提供符合GB6113的測試接收機,針對GJB5792能提供達到C級屏蔽室屏蔽效能全套測試系統,多款產品適合不同領域的電磁兼容測試需求。

在信息安全測試方面,可提供符合TEMPEST測試標準的寬帶測試系統,測試頻率范圍100Hz40GHz,處理帶寬100MHz,系統具有靈活多樣的檢波方式和觸發方式,可對寬帶信號進行頻域、時域和解調域測量,能在具有很強背景噪聲的環境下實現信號的捕捉,能對信息設備的電磁輻射進行量化測試,既可進行現場的電磁泄漏發射定性檢測,也可在標準環境中對電子信息設備實施定標測試,為武器裝備電磁信息泄漏檢測、安全性評估、紅黑信號識別、低泄漏防護、信息截獲與反竊取等提供了技術保障,該系統由具備通用性的軟件和硬件功能模塊組成,配置不同模塊,可形成系列化產品,應用于信息安全、電子對抗、通信等測試領域。


五、教學實驗與工程培訓平臺


AV9820電磁工程測試技術教學實驗系統將電子測量儀器及技術、射頻微波測試技術和工程測試技術應用于實驗教學,通過電磁工程測試系統小型化將儀器和測試技術融入教學系統中,形成全面的電磁工程測試技術教學實驗解決方案。幫助學生通過教學實驗活動學習工程測試技術基礎知識,掌握工程測試方法,實現高校教學、人才培養與工程應用的對接。教學實驗系統以系統軟件為平臺,集“教學、實驗、考試”于一體,圍繞測量儀器及技術、電磁工程測試技術設置教學資源和實驗內容,可靈活配置測試儀器技術教程與課件、考試資源、射頻微波儀器、射頻微波教學實驗箱和專業測試技術教學實驗套件,不僅滿足高校微波通信工程、電子工程、電子測量等專業開設的《微波技術》、《微波電路》、《微波通信》、《射頻電路設計》、《微波工程》、《鎖相技術》、《電子測量》、《天線技術》等課程的實驗教學及課程設計需要,同時也適用于微波、通信、電子相關行業的射頻微波測量技術的工程培訓。


六、模塊化儀器


與傳統臺式儀器相比,模塊化儀器具有更為開放的結構體系,無論是其結構形式、控制總線及接口、控制命令都嚴格遵循相關標準要求。按照控制總線和接口的不同,模塊化儀器分為VXICPCIPXILXI三大類。隨著新一代自動測試系統結構體系對模塊化儀器資源提出的新要求,PXI模塊化儀器發展越來越迅速,有替代VXI總線模塊化儀器的趨勢。

中電儀器是國內射頻、微波模塊化儀器種類最全廠商之一,產品包括VXICPCIPXILXI三大系列近40多個型號。其中,VXI模塊化儀器有微波頻譜分析儀、合成掃頻信號源、矢量網絡分析儀、微波功率計和各類形式開關模塊近20種,測量頻率上限達到20GHz,代表著目前國內微波VXI總線模塊儀器最高技術水平。當前能夠提供用戶的CPCIPXI總線模塊儀器有10多種,產品涵蓋了射頻信號源、頻譜分析儀、功率計、數據采集、微波開關等多個領域,最高測量頻率上限3GHz。與VXI模塊儀器相比,不但體積更小,而且配合基于Windows操作系統的PXI機箱平臺,可以組成高性能、體積小、功能強大并適合現代網絡環境的測試系統。另外中電儀器還研制了PXI總線的塔康、羅盤、羅蘭和高度表4種用于導航設備測試的模擬器模塊,與傳統臺式模擬器相比具有更高性價比,不但為構建結構更為緊湊的導航設備自動測試系統提供了模塊化模擬器資源,而且還填補了國內在該領域的技術空白。

LXI總線模塊儀器是構成新一代自動測試系統的基礎,中電儀器正在研制的LXI模塊儀器不但包括按傳統儀器門類劃分的各種LXI模塊儀器,而且還包括構建新一代綜合測試儀器所需的基本LXI模塊儀器,包括LXI總線數字化儀模塊、LXI總線任意波形發生模塊、LXI總線開關模塊等。

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