基于ARM的機載火控雷達元器件自動化檢測技術研究

李龍剛，蒲曉明

（陜西省電子技術研究所，陜西西安，712000）

0 引言

由于我國軍事領域信息化不斷發(fā)展，對于機載火控雷達元器件的需求呈現(xiàn)出前所未有的蓬勃發(fā)展趨勢。在追求生產(chǎn)速度的同時，也必須保證機載火控雷達元器件質量。自動化檢測技術的關鍵作用就是檢測機載火控雷達元器件質量，其功能主要通過專業(yè)的測試工具實現(xiàn)。但傳統(tǒng)自動化檢測技術在實際應用中由于對數(shù)據(jù)的處理能力有所欠缺，導致其自動化檢測吞吐率低，無法實現(xiàn)高效率的機載火控雷達元器件自動化檢測。為此，針對機載火控雷達元器件自動化檢測技術的優(yōu)化設計是勢在必行的，且極具現(xiàn)實意義。ARM作為一種微型處理器，屬于32位設計，并且具備16位的指令集，相比于傳統(tǒng)微型處理器能夠在節(jié)省32位代碼的同時，保留傳統(tǒng)微型處理器的穩(wěn)定性優(yōu)勢[1]。為此，有理由將ARM應用在機載火控雷達元器件自動化檢測技術設計中，通過提出基于ARM的機載火控雷達元器件自動化檢測技術研究，實現(xiàn)航空電子元器件自動化檢測能力的提升，進而提高其檢測吞吐率。

1 ARM

ARM中的核心技術為Jazelle，能夠以盡可能低的功耗增強其運算能力，并且具備靈活性的特點。ARM中包含嵌入式ICE-RT邏輯，能夠同時兼容8位/16位器件[2]。與此同時，在其中包括多種寄存器，具備以極高的速度對數(shù)據(jù)統(tǒng)一操作的能力。針對尋址具備多種方式，能夠節(jié)省很多不必要的成本開支。

2 基于ARM的機載火控雷達元器件自動化檢測技術

2.1 確定機載火控雷達元器件自動化檢測特征

在機載火控雷達元器件自動化檢測流程設計中，需要首先確定元器件試樣的檢測特征和檢測項目，分析檢測指標的特點，設計連貫且相互銜接的檢測步驟，實現(xiàn)自動化檢測[3]。本文采用關鍵字驅動的方式，提取機載火控雷達元器件自動化檢測點，其符號表示具體信息，如表1所示。

結合表1所示，為機載火控雷達元器件自動化檢測點的參數(shù)表示，并記錄上述機載火控雷達元器件自動化檢測所需特征。

表1 機載火控雷達元器件自動化檢測點參數(shù)表示

2.2 基于ARM處理機載火控雷達元器件檢測數(shù)據(jù)

在確定機載火控雷達元器件自動化檢測特征達到基礎上，為提高自動化檢測技術中對于數(shù)據(jù)的處理能力，本文運用ARM處理機載火控雷達元器件檢測特征數(shù)據(jù)[4]。考慮到在機載火控雷達元器件一般為高頻大功率器件，在自動化檢測過程中存在較多變量，因此，本文設計的自動化檢測手段需要適應寬泛的測試環(huán)境。將電阻的可調節(jié)范圍設計為2K～124.6K范圍之間，設計一個寬阻抗網(wǎng)絡，為提高測試的準確性，阻抗調節(jié)步長設置為0.2K，并采用電子反饋調節(jié)方式，調節(jié)過程簡單，定位準確。電容選擇高精度獨石電容，-60℃-120℃寬溫工作環(huán)境，將電容的取值設定在大于15pf，根據(jù)ARM的截止頻率計算公式對機載火控雷達元器件檢測數(shù)據(jù)處理截止頻率進行計算，設數(shù)據(jù)處理截止頻率的計算公式為k，則其計算公式，如公式（1）所示。

公式（1）中，R和R'指的是ARM中的兩個阻值；C指的是ARM電容。根據(jù)公式（1）得出，本文選用的一階無源低通ARM的數(shù)據(jù)處理截止頻率為150K左右[5]。因此，能夠估算得出電容的取值范圍應在15pf～1024pf范圍之間，其步長為15pf。考慮到在ARM控制模塊中通常包括多向性能兼容指標，即多目標。在對單目標問題分析過程中，利用ARM的頻率響應曲線與理論ARM響應曲線擬合，從而得出針對單目標優(yōu)化的可靠性，并得出ARM處理機載火控雷達元器件檢測數(shù)據(jù)的自適應函數(shù)。設其表達式為f，則其計算公式，如公式（2）所示：

在公式（2）中，s指的是自變量；e指的是采樣頻率。通過公式（2），在理想ARM的條件下，其最大數(shù)值為30000。CAN主要用于對串口電路與ARM之間的連接，為此本文不對其進行過多研究。

2.3 表達機載火控雷達元器件自動化檢測特征屬性值

在完成機載火控雷達元器件檢測數(shù)據(jù)處理的基礎上，將檢測數(shù)據(jù)嵌入到池化層和全連接層之間，向量化表達機載火控雷達元器件自動化檢測特征屬性值，并保證代碼的完整度不被破壞[6]。此過程的編碼示意圖，如圖1所示。

圖1 代碼圖

結合圖1所示，為表達機載火控雷達元器件自動化檢測特征屬性值代碼，在此基礎上，通過編寫 python 腳本，以此，完成機載火控雷達元器件自動化檢測特征屬性值表達。

2.4 實現(xiàn)機載火控雷達元器件自動化檢測

表達機載火控雷達元器件自動化檢測特征屬性值后，可以將其檢測的過程可以看作對一個機載火控雷達元器件結構權值參數(shù)的初始化訓練過程。通過反復訓練，基于達標元器件遠高于故障元器件的基本事實，可以為自動監(jiān)測軟件積累足夠的樣本庫數(shù)據(jù)，修正權值參數(shù)的標準。為避免導致訓練時間過長，在進行機載火控雷達元器件自動化檢測前，必須進行多次訓練，使其能夠對機載火控雷達元器件快速了解、掌握。而后，利用強分類器針對大量機載火控雷達元器件進行分類，將元器件的特征信息概括總結成外部特征值，以幫助訓練后的分類器能夠快速的對機載火控雷達元器件特征做出詳盡的表達，實現(xiàn)對元器件的準確描述，從而將表達結果作為檢測的參照標準。設機載火控雷達元器件自動化檢測方程式為λ，可得公式（3）所示。

公式（3）中，r指的是天線陣面；x指的是雜噪比；y指的是波長；v指的是運動平臺速度；h指的是載機升空高度。得到公式（3）后，有效的提取出機載火控雷達元器件自動化檢測特征，以此達到機載火控雷達元器件自動化檢測的目的。至此，完成基于ARM的機載火控雷達元器件自動化檢測技術設計。

3 實例分析

3.1 實驗準備

構建實例分析，此次實驗環(huán)境具體信息，如表2所示。

表2 實驗環(huán)境設置

結合表3所示，實驗對象選取matalb 2015a軟件作為測試平臺，實驗的內容為測試本文檢測技術與傳統(tǒng)檢測技術的檢測吞吐率進行對比。檢測吞吐率是單位時間內無差錯檢測的數(shù)量，既包含檢測的速度，又考核檢測的準確性以及對故障元器件的篩查能力，值越高證明自動化檢測效率越高。實驗流程設定為：首先使用基于ARM設計的自動化檢測技術檢測元器件，仰俯角設置為3°實驗次數(shù)設定為10批，記錄測得的檢測吞吐率，記為實驗組輸入matalb軟件；同樣的10批器件再使用傳統(tǒng)技術進行檢測，作為為對照組輸入matalb軟件。

3.2 實驗結果分析與結論

在matalb軟件中生成兩種試驗方法的檢測吞吐率曲線，見圖2。

圖2 檢測吞吐率對比圖

分析檢測吞吐率曲線圖發(fā)現(xiàn)，實驗組的檢測吞吐率保持在3.0reqs/s以上，最高達到4.2reqs/s，遠高于對照組的表現(xiàn)，證明所設計的自動化檢測技術在數(shù)據(jù)處理能力和檢測準確性方面具有明顯的優(yōu)勢，可以替代現(xiàn)有的元器件檢測手段。

4 結束語

考慮到機載火控雷達元器件自動化檢測技術的設計愈發(fā)的受到重視，基于ARM的機載火控雷達元器件自動化檢測技術經(jīng)歷了從起步到快速發(fā)展的階段。因此，本文對機載火控雷達元器件自動化檢測技術進行優(yōu)化設計是十分必要的，通過實例分析結果證明設計的技術是具有現(xiàn)實應用價值的，能夠為機載火控雷達元器件自動化檢測的優(yōu)化設計提供理論支持。但本文唯一不足之處在于，沒有對機載火控雷達元器件自動化檢測技術中的調試程序進行深入分析，以此可以作為此方面日后的研究內容。