Модернизация автомaтического комплекса тестирования приемно-передающих модулей АФАР с использованием платформы PXIE

Модернизация автомaтического комплекса тестирования приемно-передающих модулей АФАР с использованием платформы PXIE

Отрасли, категории, применение: ВЧ и телекоммуникации

Краткое описание:

Модернизация системы управления и измерительной части автоматического комплекса тестирования приемо-передающих модулей активной фазированной антенной решетки (АФАР)

Организация

Российско-Армянский (Славянский) Университет, РА, Ереван

Описание решения

Постановка задачи

Цель работы: модернизация системы управления и измерительной части автоматического комплекса тестирования приемо-передающих модулей активной фазированной антенной решетки (АФАР) [1].

В работе рассматривается возможность замены измерительной сверхвысокочастотной (СВЧ) измерительной аппаратуры, а также систем коммутации автоматического комплекса тестирования модулей АФАР описанной в работах [1, 2]. В качестве измерителя амплитуды и фазы вместо амплифазометра, описанного в работах [1, 2], предлагается использовать векторный анализатор цепей, с помощью которого измеряется параметр S21 и выявляются соответственно амплитуда и фаза измеренного сигнала.

Решение

Комплекс автоматического тестирования позволяет измерение в любой промежуток времени всех необходимых параметров посредством измерения амплитуды и фазы волны, излучаемой отдельными элементами модулей [2].

Использование устройств компании National Instruments и платформы PXI/PXIe, перечисленные в П.2. настоящей работы, позволяет заменить измерительные устройства, описанные в работе [2] нижеследующим образом (рис.1):

Где: 1 - модуль, 2 - сигнальный разъем модуля, 3 - разъем модуля для подачи питающих напряжений, 4 - управляющий разъем модуля для подачи управляющих напряжений, 5 - приемо-передающие ячейки, 6 - электронно-управляемый дискретный аттенюатор, 7 - электронно-управляемый дискретный фазовращатель, 8 - синхронно-работающие переключатели для переключения ячейки на режим передачи или приема сигнала, 9 - цепочка усилителей мощности для режима передачи сигнала, 10 -цепочка малошумящих усилителей для режима приема сигнала, 11 - квадратурный мост, 12 - излучатель волны круговой поляризации каждой ячейки, 13 - измерительная антенна (ИА) линейной поляризации в виде полуволнового вибратора или открытого конца одномодового прямоугольного волновода, 14 - поглощающий щит электромагнитной энергии, 15 - диэлектрический держатель, 16 - привод поворота измерительной антенны на 90º, 17 - привод линейного Y - перемещения диэлектрического держателя, 18 - блок питания модуля, 19 - неподвижный калибрующий коаксиально-волноводный переход, 20 - съемный измерительный коаксиально-волноводный переход, 21 - измеритель мощности, 22 – векторный анализатор цепей, 23 - контроллер, 24 - Двойной однополюсный переключатель (SPDT), 25 - Двойной мультиплексор 1x4, 26 - Двухосевой контроллер управления серво/шаговыми двигателями, 27 - Универсальный двухосевой интерфейс управления серво/шаговыми двигателями NI UMI-7772, L - продольное (вдоль оси Z) расстояние между плоскостью расположения излучателей (12) модуля (1) и плоскостью расположения измерительной антенны (13), λ-длина рабочей волны АФАР. В зависимости от диапазона рабочих частот, в качестве ИА 13 применяется либо полуволновой вибратор, либо открытый конец прямоугольного волновода.

Алгоритм для автоматического управления комплексом аппаратуры тестирования модулей активных фазированных решеток и обработки данных посредством компьютера с целью определения характеристик всех составных узлов (активных и пассивных) и поляризационных характеристик излучающих элементов [3] осуществлен в среде программирования LabVIEW [4].

Используемое оборудование и программное обеспечение от компании National Instruments

В данной работе для автоматизации процесса тестирования высокочастотных узлов использовалось следующее оборудование National Instruments, в частности:

  • 8-и слотовое гибридное шасси NI PXIe-1082,
  • Контроллер NI PXIe-8135,
  • Векторный анализатор цепей (Vector Network Analyzer) NI PXIe-5630,
  • Двойной однополюсный переключатель (SPDT) NI PXI-2599,
  • Двойной мультиплексор 1x4 NI PXIe-2543,
  • Двухосевой контроллер управления серво/шаговыми двигателями NI PXI-7342,
  • Универсальный двухосевой интерфейс управления серво/шаговыми двигателями NI UMI-7772,
  • Измеритель СВЧ мощности USB-5681.

В качестве программного обеспечения использовалась среда LabVIEW 2012, а также соответственные драйверы вышеперечисленных устройств: NI-VNA, NI-Switch, NI-Motion Assistant, NI568x Meter - USB Driver for LabVIEW.

Внедрение и его перспективы

Разработанные методы и аппаратура на основе программно-аппаратного обеспечения компании National Instruments на стадии изготовления активной фазированной решетки позволяют:
1) обеспечить полную аттестацию приемо-передающих модулей решетки по всем необходимым параметрам;
2) выявить не соответствующие техническим условиям исходные сборочные единицы на каждом этапе с целью их исключения из процесса дальнейшей сборки в более крупную единицу;
3) автоматизировать процесс тестирования;
4) ускорить процесс разработки и отладки программного обеспечения;
5) обеспечить компактность решения с возможностью создания портативных комплексов для тестирования модулей АФАР.
Отмеченное способствует экономии времени и средств в процессе производства и юстировки, автоматического тестирования приемно-передающих модулей АФАР, что приводит к снижению их стоимости.

Список литературы

1.   В.Г Аветисян, М.В Маркосян, А.А Оганесян, С.Г Эйрамджян, Тестирование модулей активной фазированной антенной решетки. Сообщение 1: Методика тестирование// Известия НАН Ра и ГИУА. Сер ТН.-2007.-T.LX,N# 3.-C.516-522.
2.   С.Г Эйрамджян. "Разработка методов и средств измерений параметров приемно-передающий модулей активных фазированных решеток телекоммуникационных устройств”/ Диссертация кандидата технических наук, Ереван, 2008.
3.   С.Эйрамджян, “Алгоритм Управления и Обработки Данных для Аппаратного Комплекса Тестирования Модулей Активной Фазированной Антенной Решетки”, Годичная научная конференция ГИУА, 19-23 Ноября, 2007, Ереван, Сб. материалов -Т.2. - С. 535-539.
4.   http://russia.ni.com/labview.

 

 

 

Решения опубликованы на основании докладов из сборников трудов ежегодной конференции "Инженерные , научные и образовательные приложения на базе технологий National Instruments" с 2011 по 2014 гг.



 

© 2017 National Instruments Russia. All rights reserved.
Яндекс.Метрика