利用處理機軟件裝訂替代參數調整的方法初談

梁韶華

（甘肅長風電子科技有限責任公司，甘肅　蘭州　730070）

利用處理機軟件裝訂替代參數調整的方法初談

梁韶華

（甘肅長風電子科技有限責任公司，甘肅蘭州730070）

闡述了一種利用處理機軟件裝訂方法替代傳統參數調整的方法。在雷達整機調試和維修中，利用軟件讀取和裝訂門限參數、差比和斜率值替代傳統調整電位器、或更換調式電阻以及更換衰減器；利用處理機現有信息，讀取整機的相位差，并在一定范圍內通過軟件校正做適當補償，替代原有機械式微波移相器調整。對減少調試人員工作量，增加產品可靠性有實際意義。

裝訂；相位；門限；斜率

過去，當測試雷達捕捉靈敏度、釋放界限、捕雜靈敏度、信雜轉換等參數偏高或偏低時。只能通過微調雷達接收系統電路參數（相關電位器或更換調試電阻）才能完成。當測試雷達相位不能滿足要求時，只能通過反復調節微波移相器來滿足參數測試要求。差比和斜率不能滿足要求時，需要檢查接收系統和差兩路的AGC控制一致性，需要要通過反復調試電位器，更換調式電阻以及跟換衰減器來滿足整機要求。

1　對門限參數裝訂

為了避免雷達虛警，處理機在恒虛警檢測中設置了一個固定信號門限，當信號能量超過處理機設置的固定門限，并滿足信雜比要求后，處理機送出目標距離、方位、能量和多普勒等信息，截獲相應的目標。但是固定門限對接收系統要求很高，接收系統往往需要調試電位器、更換調試電阻或衰減器。因此可考慮設置一個在一定范圍內，既能避免虛警，又能保證小信號正常捕捉的可調試信號門限。

信號處理機是一個具有多個處理器的計算機系統，其主要功能由軟件完成。對信號處理機的讀取和裝訂，遵循如下原則：通過計算校驗和的方式檢驗軟件代碼是否正常，充分利用信號處理機本省的智能型，研制駐留在分機內部的狀態程序，與軟硬件資源互相配合，完成對處理機相關參數的讀取和裝訂。信號處理機在裝訂和讀取模式下，除了判斷裝訂的捕捉、釋放門限、相位以及差比和斜率等參數的合法性之外，還須從FLASH中讀取裝訂門限、相位等要求，若裝訂參數合法且讀取FLASH成功。則用新的信息數據包中的裝訂相關參數代替原有的門限等參數。

利用處理機軟件裝訂對雷達的捕捉門限、釋放門限、雜波捕捉門限、雜波釋放門限、雜信轉換門限等參數內容進行檢查和封裝，微調各參數達到技術指標要求的中心值。門限參數裝訂是通過處理機上的下載口完成對雷達處理機上的DSP、FPGA等芯片的程序燒寫，同時可檢測處理機上的各路信號是否正常。

門限裝訂界面程序可完成對處理機各門限參數裝訂值的寫入和讀取，通過界面上的文本框輸入相應的值，即可對該參數進行修改完善。當鼠標焦點落到不同的文本框中時，即在文本框的右側出現對應于該參數的說明和裝訂的門限范圍。當完成各參數想修改的值后，點擊【寫入】按鈕即可將新的參數寫入到處理機中。并可交互的通過點擊【讀取裝訂值】來查看處理機當前的裝訂值。如原“捕捉靈敏度”參數的值是-90dBm，該參數門限裝訂的值是10。由于靈敏度較低，此時可將該參數的門限值減小。在該參數的文本框中輸入-4后，按【寫入】按鈕將門限值寫入到處理機中，此時再測試捕捉靈敏度參數的值就基本上接近中值-94dBm了。門限參數裝訂功能是首次實現了信號處理機功能的自動檢測，對雷達接收系統多種性能參數可進行檢查、調整和封裝。

2　對相位參數裝訂

無論對單脈沖體制、還是相參體制的雷達，和差兩路相位的不一致，都影響雷達的角跟蹤誤差，嚴重的相位不一致會造成雷達的跟蹤誤差大或丟失跟蹤目標。目前一般用差路加機械式移相器的辦法實現對和差兩路相位調整。移相器一般采用機械式移相器，差損和駐波小，移相范圍大，連續可調，體積小，但需要反復調整才能到達整機要求，調整時工序繁瑣，并且其可靠性較差。而相位差對一定長度波導，對應一定中心頻率和帶寬的波導是唯一值，因此可以用信號處理機軟件測得其固定值，然后用軟件補償相同相移差的方法達到通過移相器調整滿足整機參數的要求。

差信號幅度大小取決于目標偏離天線電軸的角度大小，差信號的符號取決于目標偏離電軸的方向。和通道被用作發射和接收。接收時和通道為差通道提供相位參考，和通道還可以用來測距。

正弦信號可表示為

其中，角頻率ωt=2πf，f是已知的正弦信號頻率。對χ［t］數字采樣得一個采樣序列χ［i］（i=0，1，2，，N，N-1，表示一個采樣序列中的采樣點數）。由χ［i］通過最小二乘法擬合可估計參數a，b，χ0，則可得信號的幅值和相位：

同樣也可以通過求平均值的直流分量χ0，對式（2）進行兩參數的最小二乘法擬合，從而求信號的幅值和相位。用相同方法求另一路信號的幅值和相位。計算出兩路相位差和幅值比。結合正弦逼近法對相位差和差比和斜率分析結果進行相位、幅值校正。

3　對差比和斜率的裝訂

對方位誤差信號，定義信號S1和S2。和信號Σ= S1+S2，方位差信號是△ax=S1+S2。若S1≥S2，則這兩個通道有相同的相位0度（因為和通道被用來做相位參考）。相反，若S1＜S2，則這兩個通道相位差為180°。

式中，ξ表示和通道與差通道之間的相位角，等于0或180°。具體來說，若ξ=0，則目標在跟蹤軸上；否則不在跟蹤軸上。比值被用來精確地估計誤差角度，而這個誤差角度僅取決于目標的角度位置。

一般情況下兩路信號幅度比要求不大于1±0.2或航向信息為1.2左右。若不滿足要求根據如下公式（4）或（5）所得的衰減量（分貝值），調整垂直差路衰減器N1。

其中V1為垂直差路幅度，V2為垂直和路幅度，B為所需調整N1的衰減量（分貝值）。

其中H1為10航向信息。B為所需調整的衰減量（分貝值）。若B≤2分貝，可通過式（5）計算出H1，通過軟件裝訂的方法校正差比和斜率。

圖1系統的脈沖傳遞函數

圖1為某系統的脈沖傳遞函數，K1為雷達接收部分的傳遞函數，它相當于一線性環節，K1=1.2其中。校正差比和斜率實際是微調K1的值。

4　職測試系統軟件設計

測試系統軟件基于WindowXP操作系統，采用VisualBasic開發，具有自動化程度高，操作簡單等特點。其包含門限等參數的讀取和寫入，串行總線控制數據的收發。

裝訂和讀取軟件通過串行總線給信號處理機發送數據，實現計算機與信號處理機的通信。串行口初始化正常后，計算機先從信號處理機讀取原有的相關參數，通過整機測試參數判斷已有參數是否滿足整機要求。如果不滿足要求，裝訂相應參數，使整機指標滿足總體要求。可實現整機的自動測試和小范圍自動維修保障功能，如圖2所示。

圖2　數據讀取和寫入軟界面

5　結語

本系統通過微處理器的數據存儲和運算處理，能很容易地實現多種自動補償、自動校正、多次測量平均等技術，以提高測量精度。使用參數校正和補償完成了部分硬件功能或硬件不方便實現的功能，硬件本身的一些缺陷或弱點可用軟件方法克服，系統成本也大幅降低，設計也更靈活。本軟件已在某雷達和設備生產中使用，驗證效果良好，具有一定的借鑒和示范作用，可適用于通信，雷達及電子對抗領域。

［1］商一齊，曹亦慶.振動信號的幅值和相位計算方法分析［J］.計測技術，2010，4.

［2］李江全，龔立橋.案例解說VisualBasic典型控制應用［J］.電子工業出版社，2011，3.

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