[发明专利]基于通用测试平台的雷达信号单元性能测试与故障诊断系统

权利要求书

1.基于通用测试平台的雷达信号单元性能测试与故障诊断系统，其特征在于它包含通用测试平台(1)、测试程序集(2)、接口连接组件(3)和接口测试适配器(4)和被测信号处理单元(5)，通用测试平台(1)为测试程序集(2)、程控电源、频谱仪、信号发生器、数字示波器、数字三用表、数字I／O、通信接口、多路ADC及多路DAC等通用测试仪器和硬件资源，通用测试平台(1)通过接口连接组件(3)和接口测试适配器(4)连接，接口测试适配器(4)主要产生测试被测信号处理单元(5)所需的模拟中频回波激励信号，同时将激励响应信号适配进入测试系统，并进行部分响应信号的分析，接口测试适配器(4)采用FPGA+ARM的硬件架构，FPGA内部配置一定容量的双口RAM作为FPGA的控制寄存器，并将其作为ARM的外部扩展存储器，ARM通过修改这些控制寄存器的值来实现对FPGA的有效控制，ARM首先接收来自通用测试平台(1)的测试控制指令，然后将指令进行译码后写入FPGA的相应控制寄存器，FPGA根据控制寄存器中的指令来产生相应的激励信号，通过高速DAC输出，同时，FPGA还控制高速ADC完成部分激励响应信号的采样和分析，FPGA的时钟可以配置成板载50MHz晶振，或直接由通用测试平台(1)中的任意信号发生器提供，在调试状态采用板载晶振，正常工作状态则由通用测试平台(1)提供90MHz工作时钟，以保证和被测信号处理单元(5)时钟同源。

2.根据权利要求1所述基于测试平台的雷达信号单元性能测试与故障诊断系统，其特征在于所述的FPGA采用Altera公司的EP3S110F1152I3，ARM采用ATMEL公司的AT91SAM9G20B-CU，ADC采用LT公司的LTC2208IUP，DAC采用ADI公司的高速AD9736BBC。

3.根据权利要求1所述基于测试平台的雷达信号单元性能测试与故障诊断系统，其特征在于它的自动测试的处理流程为：①通用测试平台(1)上电后，运行相位编码中断连续波雷达信号处理单元的测试程序，初始化通用测试平台(1)的硬件资源，程控电源、频谱仪、数字示波器、数字三用表、数字I／O、通信接口、多路ADC及多路DAC，然后配置信号发生器产生两路90MHz的正弦时钟信号，分别提供给接口测试适配器(4)和被测信号处理单元(5)，同时配置程控电源给接口测试适配器(4)加电；

②打开相应的RS232串行通信口，向接口测试适配器(4)发送开机握手报文，并等待接收接口测试适配器(4)的开机应答报文，若在固定时间100ms内没有收到开机应答报文，将重复发送，若重复发送3次后仍未收到应答报文，则提示接口测试适配器(4)故障，结束本次测试；

③等待接收接口测试适配器(4)的开机自检报文，若接口测试适配器(4)自检结果正常，配置程控电源，给被测信号处理单元(5)加电，并进入相位编码中断连续波雷达信号处理单元测试界面，开始自动测试，否则给出接口测试适配器(4)自检故障结果，结束本次测试；

④发送理想环境中性能指标测试开始指令，并等待接收测试结果；

⑤若性能指标结果异常，则查阅故障字典发送相应的故障检测指令；接口测试适配器(4)将根据故障检测指令，采用故障树的分析方法产生相应的电路模块测试激励信号矢量，并对相应的激励响应信号进行检测和分析，实现故障检测和故障模块的定位，并向通用测试平台(1)发送检测结果；通用测试平台(1)收到检测结果后生成测试报表，并结束本次测试；

⑥发送地杂波环境中性能指标测试开始指令，并等待接收测试结果，若性能指标结果异常，则进入⑤中相同的故障检测程序，实现故障的检测和定位；

⑦发送干扰环境中性能指标测试开始指令，并等待接收测试结果，若性能指标结果异常，则进入⑤中相同的故障检测程序，实现故障的检测和定位；

⑧生成测试报表，结束本次测试。

4.根据权利要求1所述基于测试平台的雷达信号单元性能测试与故障诊断系统，其特征在于所述的接口测试适配器(4)工作时，ARM通过RS232串行通信口接收来自通用测试平台(1)通用平台的测试指令，并根据指令控制FPGA开展被测信号处理单元(5)的各项测试工作，同时通过10／100M以太网通信口向被测信号处理单元(5)发送指令并接收被测信号处理单元(5)的输出数据，具体工作流程如下：

(a)、上电后，初始化外部RAM扩展接口、RS232串行通信口、以太网通信口等外设，并进行系统自检；

(b)、等待接收来自通用测试平台(1)通用平台的开机报文，在接收到该报文后，立即向通用测试平台(1)发送开机应答报文；

(c)、向通用测试平台(1)发送自检结果报文；

(d)、等待通用测试平台(1)平台发送来的测试指令；

(e)、接收到的测试指令若为性能测试指令，则执行f～h；

(f)、向被测信号处理单元(5)发送IP地址解析协议(ARP)广播报文，并等待接收被测信号处理单元(5)的ARP应答报文，以实现以太网通信端口绑定；若在规定的100ms时间内没有收到被测信号处理单元(5)的ARP应答报文，则将重复发送ARP广播包；若重复发送3次后仍未收到应答报文，则向通用测试平台(1)发送被测信号处理单元(5)以太网通信故障，并进入等待通用测试平台(1)测试指令状态；

(g)、通过以太网通信口向被测信号处理单元(5)发送开机握手报，并等待接收被测信号处理单元(5)开机应答报文；若在规定的100ms时间内没有收到开机应答报文，则将重复发送开机握手报文；若重复发送3次后仍未收到应答报文，则向通用测试平台(1)发送被测信号处理单元(5)以太网通信故障，并进入等待通用测试平台(1)测试指令状态；

(h)、根据测试指令依次配置FPGA，进行理想环境、地杂波环境和干扰环境下的虚警概率、发现概率、杂波可见度等性能指标测试，完成指标分析，给出测试结果，并发送给通用测试平台(1)，然后进入等待通用测试平台(1)测指令状态；

(i)、接收到指令若为故障检测指令，则根据故障指令代码，采用故障树的分析方法，充分利用接口测试适配器(4)板载资源及通用测试平台(1)的通用资源，产生所需要的模块电路测试激励信号，并进行相应激励响应信号的检测和分析，实现故障的检测和定位，并向通用测试平台(1)发送检测结果，最后再次进入指令等待状态。