??? Eurofighter Typhoon是與德國、意大利、西班牙以及英國合作開發(fā)的先進戰(zhàn)斗飛機。這種尖端的下一代戰(zhàn)斗機是按照未來戰(zhàn)斗機的軍事需求而設計實現的。BAE Systems 是這類合作項目中的領軍企業(yè)，它一直致力于與其他領先的航天企業(yè)合作，確保Eurofighter Typhoon 在設計與性能方面遙遙領先。
為射頻電纜開發(fā)有效的測試套件
??? 公司需要一個對飛機主要單元中的射頻電纜特性進行更為有效測量的新測試套件。這些單元是在BAE Systems Samlesbury制造的，其中包含了高性能同軸電纜，需要在交貨之前進行測量，以便確保在安裝的過程中不會發(fā)生故障。每條電纜都有不同的工作頻率、電纜長度以及布線特征，這些因素都會對性能產生影響。
?
??? 由于原先的測試需要專業(yè)工程師進行測量，這樣的操作方式十分昂貴而且會對測試時間有所限制。然而，如果系統(tǒng)由車間操作員進行測試，就意味著生產更為靈活，并且可以進行24/7全時間覆蓋的測試。
?
??? BAE Systems 在TBG Solutions 對我們進行了咨詢，定義了更為有效的測試系統(tǒng)所需要的參數。在射頻工程方面只有有限的知識的操作員，需要完成三個產品領域的所有測試要求。系統(tǒng)必須自動完成測試設備安裝流程，并對每個產品進行完全測試，其中包括對所需的每條電纜進行個別測試。我們開發(fā)的系統(tǒng)需要實現相位匹配，而且BAE Systems 容易進行升級。最后，我們希望系統(tǒng)使用現有的Anritsu 標量分析儀，并且希望設備能夠滿足嚴格的安全需求，能夠處理比較敏感的信息。
系統(tǒng)設計和配置
??? 我們完成的測試系統(tǒng)包含四個主要組成部分——PXI控制器、 矢量測量系統(tǒng)、現有的Anritsu 網絡分析儀以及軟件?？刂破魍ㄟ^GPIB接口與Anritsu 網絡分析儀進行通信。這樣可以幫助操作員測量如天線駐波比、傳輸損耗等標量數值以及相位差等矢量數值。我們利用NI LabVIEW與多個NI 工具包結合在一起使用來開發(fā)這個應用。
?
??? 使用NI 工具，我們開發(fā)了新的相位匹配和數據采集軟件。在此基礎上，針對這個特定的應用對這個軟件進行了定制。另外，我們創(chuàng)建了高級定制分析函數用于對采集到的數據集與測試步驟需求進行比較。最后用這個數據來生成測試報告。
?
??? 系統(tǒng)包含兩個主要部分——包含矢量分析儀的PXI機箱以及連接到GPIB 接口的標量系統(tǒng)。
?
??? 我們在NI PXI-1045 機箱中使用PXI 技術創(chuàng)建矢量分析儀，能夠幫助操作員準確地測量在千兆赫茲范圍內兩條射頻電纜之間的相位差。操作員將被測的電纜連接到兩個開關板卡上，將這兩個單元之間開關路徑長度差降至最小。由于測試頻率在千兆赫茲范圍內，由任何一塊開關板卡引入的延遲都可能會導致不準確的測量。
?
??? 所有系統(tǒng)硬件都安裝在現有的3U 可裝卸的堅固機架上，以獲得更好的保護特性。
解決設計挑戰(zhàn)
??? 在控制軟件的設計中，我們必須解決多個挑戰(zhàn)。因為系統(tǒng)是為射頻工程知識有限的操作員設計的，系統(tǒng)必須盡可能去除冗余信息顯示有用的正確信息，指導操作員對電纜進行正確的連接。為了達到這個目標，我們使用圖形枚舉控件來表示安裝、標定以及測試的步驟。這些圖片為操作員確切指示了需要連接什么以及連接到哪里的信息。
?
??? 我們需要根據BAE Systems提出的規(guī)劃設計要求對系統(tǒng)進行調整，并使這個系統(tǒng)滿足安全要求。測試步驟的某些部分是比較敏感的，因此我們是在不知道所有測試基準的情況下對軟件進行設計和發(fā)布。對于測試的敏感部分，操作員必須在每個測試之前輸入這些參數。這就意味著所有信息保存在易失性內存中，在系統(tǒng)關閉之后就會丟失，從而滿足了BAE Systems 的安全要求。
?
??? 測試系統(tǒng)還必須確定什么時候需要對系統(tǒng)進行標定。因為標定對測試持續(xù)性有負面影響，我們嘗試了多個測試序列循環(huán)，以便確保可以將標定次數降至最低。對于得到的序列，只要不存在由于飛機設計導致的物理限制，操作員可以將測試電纜在同樣的頻率下進行批量測試。
?
??? 我們通過GPIB接口控制向量分析儀，在無需操作員干預的情況下，完成所有標定和測試過程。由于分析儀一直在使用中而且不能停下來進行離線操作，這些步驟就變得相對很困難。我們離線開發(fā)了控制VI，并在生產程序允許的時間內將程序發(fā)布到設備上。
生成簡單易用的結果
??? 合成系統(tǒng)是在每個產品上進行的所有測試生成結果，操作員可以在任何時候進行打印。
?
??? 系統(tǒng)以圖形化和表格格式顯示結果，并且針對測試主題生成詳細的報表，其中包括時間、日期、操作員以及產品標識。圖形格式列出了必須的401 個測試點的所有數值，還在有限的幾行中顯示了通過/ 失敗的基準。表格格式列出了能夠達到的最大值，還包含了清晰的通過/ 失敗表示框。
?
??? 使用用于Microsoft Office 的LabVIEW 報告生成工具包，操作員可以將結果記錄在Excel文檔中。利用這些結果，飛機檢測員可以快速方便地查看整個結果，并將圖形化細節(jié)報表保存作為將來參考。
簡化測試系統(tǒng)
??? BAE Systems 在項目的開始初期設定了系統(tǒng)規(guī)范；但是，我們認為這是一個不斷發(fā)展的開發(fā)項目。系統(tǒng)最終滿足并超過了其原先的規(guī)范，并且證明了它可以在操作員沒有射頻理論知識的情況下，完成射頻測試的自動化。
?
??? 我們比原先的計劃節(jié)省了更多時間，而且最終產品的操作十分簡單，操作員只需少量的培訓即可。實際上，測試系統(tǒng)的成功使得BAE Systems 的其他部門也開始考慮使用這個解決方案滿足高性能同軸電纜射頻測試的需求。