張昕 張毅

摘要：數(shù)字陣列模塊（Digital Array Module，以下簡稱DAM）是一種將多個收發(fā)通道集成在一起的雷達(dá)前端模塊。DAM是新型中型預(yù)警機雷達(dá)中的關(guān)鍵核心部件之一，它的體積，重量，成本，技術(shù)指標(biāo)等決定了雷達(dá)技戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)的高低，從某種程度上也決定了數(shù)字陣列雷達(dá)的生存價值和使用價值。因此，DAM各類技術(shù)指標(biāo)的測試分析顯得尤為重要。本文介紹了DAM測試系統(tǒng)的工作原理、詳細(xì)介紹了上位機軟件的系統(tǒng)構(gòu)架、功能設(shè)計和實現(xiàn)。實際測試結(jié)果表明該上位機軟件能很好的完成預(yù)定的設(shè)計需求。

關(guān)鍵詞：上位機 DAM 測試系統(tǒng)

中圖分類號：TH 39；TP336 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）05-0000-00

1 系統(tǒng)整體方案

DAM自動測試原理包含兩部分：一是手動單頻點測試，通過向?qū)Ｓ脺y試儀表發(fā)送單個頻率測試命令，控制儀器儀表在人不干預(yù)的情況下進(jìn)行自動測試，并最終將被測DAM指標(biāo)數(shù)據(jù)傳回；二是自動多頻點測試，通過向儀表發(fā)送多個頻點連續(xù)的測試命令，命令進(jìn)入隊列排隊，測試完一個頻點后繼續(xù)測試下一個，從而達(dá)到自動測試的目的。

整個測試系統(tǒng)軟件分為上位機軟件、下位機軟件和底層接口庫三部分。下位機軟件開發(fā)環(huán)境為LABVIEW，主要負(fù)責(zé)采集被測DAM組件的指標(biāo)數(shù)據(jù)并打包發(fā)往上位機軟件；上位機軟件開發(fā)環(huán)境為VC++，主要負(fù)責(zé)對下位機數(shù)據(jù)包的接收、數(shù)據(jù)的解析、處理、顯示和存儲等操作。軟件總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2上位機具體設(shè)計

上位機軟件是基于 WindowsXP操作系統(tǒng) ，利用VC++語言來開發(fā)的，采用圖形化的操作界面，增強了測試軟件的使用性和交互性，提高了測試軟件的可靠性。本軟件的主要功能是實現(xiàn)對測量數(shù)據(jù)的提取、顯示、分析和存儲的功能，軟件重點是實現(xiàn)與下位機通信以及數(shù)據(jù)分析。DAM自動測試系統(tǒng)上位機軟件總共有6大功能模塊，他們分別是：儀器校準(zhǔn)模塊、數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊和異常分析模塊。

（1）儀器校準(zhǔn)：由于儀器存在測量偏差，為了使測量數(shù)據(jù)更接近真實值，在測量前由本軟件先采集儀器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。首先軟件通過GPIB協(xié)議發(fā)送相應(yīng)指令設(shè)置儀器測量參數(shù)，主要包含頻率起始、截止范圍，通道個數(shù)與頻點個數(shù)等，然后選擇組件號和通道號；之后開始采樣所選組件某通道下的所有頻點的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)顯示出來供用戶判斷，如果數(shù)據(jù)不合格則重新校準(zhǔn)直到合格為止。當(dāng)校準(zhǔn)完所有組件的所有通道后，將數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中。

（2）數(shù)據(jù)接收：本模塊主要負(fù)責(zé)接收下位機發(fā)送的數(shù)據(jù)，下位機向上位機共發(fā)兩種類型的數(shù)據(jù)，一種是握手信號數(shù)據(jù)；另一種是測量數(shù)據(jù)。首先創(chuàng)建線程1用于接收下位機傳來的握手信號，在此我們約定下位機利用UDP協(xié)議向本機的端4000端口發(fā)送“hello”字符串表示握手請求，在收到握手信號后，向下位機發(fā)送“ok”字符串表示握手應(yīng)答，如果發(fā)送成功，則掛起線程1，并創(chuàng)建線程2用于接收測量數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)加入處理隊列，在此我們約定下位機向上位機1234端口發(fā)送測量數(shù)據(jù)報文。

（3）數(shù)據(jù)存儲：因為隨著采集的時間的延長或采樣率過高時，積累的數(shù)據(jù)量急速增加，如果采用內(nèi)存對中間數(shù)據(jù)存儲的話，會使內(nèi)存消耗很大，占用資源，而且內(nèi)存存儲數(shù)據(jù)不方便用戶查看，影響程序運行效率，本模塊采用ACSESS數(shù)據(jù)庫存儲中間數(shù)據(jù)和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，采用excel外部文件存儲最終數(shù)據(jù)。

（4）數(shù)據(jù)處理：本模塊為DAM測試系統(tǒng)上位機軟件的核心模塊，該模塊主要負(fù)責(zé)測量數(shù)據(jù)報文的解析以及數(shù)據(jù)預(yù)處理。DAM測試包括兩種：發(fā)射測試和接收測試，均包含若干項測試指標(biāo)。 測量數(shù)據(jù)報文分為兩種格式：測試數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)。測量數(shù)據(jù)格式中數(shù)據(jù)類型為測試指標(biāo)類型，如發(fā)射功率，增益等?？刂茢?shù)據(jù)格式中測試截止符表示測試截止。當(dāng)任務(wù)隊列中存在數(shù)據(jù)的時，按照先進(jìn)先出的原則，取出一組數(shù)據(jù)，按上述報文協(xié)議進(jìn)行解析，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類處理。

（5）數(shù)據(jù)顯示：根據(jù)數(shù)據(jù)采樣率的大小進(jìn)行最終結(jié)果數(shù)據(jù)的實時顯示，由于數(shù)據(jù)量、信息量較大，以標(biāo)簽加報表的形式呈現(xiàn)用戶。測量數(shù)據(jù)與預(yù)估誤差較大時以區(qū)分度較大的顏色顯示并記錄在表，用戶在測量的過程中可隨時查看。

（6）異常分析：根據(jù)提供的指標(biāo)要求對最終顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)間內(nèi)判斷，如果不符合指標(biāo)要求的數(shù)據(jù)，最終的數(shù)據(jù)會以紅色警告字體顯示并儲存在異常數(shù)據(jù)對話框內(nèi)，方便測試過程或者測試結(jié)束后隨時調(diào)用查看。

3結(jié)語

本軟件設(shè)計界面友好，操作簡便易上手，真正實現(xiàn)了自動一鍵開啟測試，測試結(jié)果清晰明了，由于同時設(shè)計了異常分析與數(shù)據(jù)存儲功能，能使用戶更方便的獲得被測組件的健康狀態(tài)和歷史數(shù)據(jù)。通過多部雷達(dá)，多套DAM組件的測試，該上位機軟件基本滿足對DAM組件性能指標(biāo)的測試，穩(wěn)定性和可靠性較好，達(dá)到了系統(tǒng)最初設(shè)計的預(yù)期需求。

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