黃源

引言

雷達(dá)指令制導(dǎo)的彈載接收機(jī)測試過程中發(fā)生指令解析故障的原因較多，可能是由于雷達(dá)發(fā)送指令的包數(shù)和內(nèi)容錯(cuò)誤引起的，也可能是由于彈載接收機(jī)的接收和處理電路故障引起的，造成排除故障占用時(shí)間較長，為了簡化排故流程，快速定位故障原因，需要監(jiān)測雷達(dá)發(fā)射端指令編碼的發(fā)送包數(shù)和正確性。為此，采用FPGA技術(shù)，結(jié)合雷達(dá)的微波接收機(jī)研制成功了雷達(dá)發(fā)射指令監(jiān)測設(shè)備，將不同頻點(diǎn)的雷達(dá)發(fā)射指令通過串口打印出來，通過軟件進(jìn)行譯碼還原，可直觀顯示發(fā)射指令編碼的包數(shù)和編碼內(nèi)容。

1雷達(dá)概念內(nèi)涵

2006年，加拿大HaykinS教授在一個(gè)學(xué)術(shù)研討會(huì)上首次提出認(rèn)知雷達(dá)概念。認(rèn)知雷達(dá)是引入并模仿人類認(rèn)知特性的新一代智能雷達(dá)系統(tǒng)，具有完善的接收和發(fā)射自適應(yīng)特征，通過與環(huán)境的不斷交互和學(xué)習(xí)，獲取環(huán)境信息，結(jié)合先驗(yàn)知識(shí)和推理，不斷調(diào)整接收機(jī)和發(fā)射機(jī)參數(shù)，自適應(yīng)探測目標(biāo)，旨在提高復(fù)雜、時(shí)變以及未知電磁環(huán)境與地理環(huán)境下的探測性能。認(rèn)知雷達(dá)的內(nèi)涵可概括為“一個(gè)目的、兩個(gè)層面、三個(gè)能力”。（1）認(rèn)知雷達(dá)的目的是通過引入人類認(rèn)知思維，構(gòu)建具有“精度高、調(diào)度快、性能穩(wěn)、資源省”優(yōu)點(diǎn)的全新雷達(dá)架構(gòu)。這不僅僅是現(xiàn)代戰(zhàn)爭對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)的需求，也是未來雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)展方向。（2）認(rèn)知雷達(dá)具有機(jī)器認(rèn)知處理和人類認(rèn)知監(jiān)管兩個(gè)層面。第一個(gè)層面是機(jī)器處理的層面，利用機(jī)器在海量數(shù)據(jù)處理等方面的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)環(huán)境和目標(biāo)特性的實(shí)時(shí)感知、目標(biāo)的探測、跟蹤和識(shí)別等。第二個(gè)層面是人類監(jiān)管的層面，利用人類的經(jīng)驗(yàn)和感覺等非因果處理能力，對(duì)認(rèn)知雷達(dá)中機(jī)器處理的過程進(jìn)行監(jiān)管，避免過度優(yōu)化、死循環(huán)等情況的出現(xiàn)。（3）認(rèn)知雷達(dá)具有以下三種能力，即環(huán)境自感知、處理自適應(yīng)、能力自提高。環(huán)境自感知是指雷達(dá)能夠自主感知外界環(huán)境，解析戰(zhàn)場態(tài)勢，分析干擾樣式；處理自適應(yīng)是指雷達(dá)能夠自主地分配系統(tǒng)資源，選擇處理策略，認(rèn)知收發(fā)處理；能力自提高是指雷達(dá)能夠自主記憶處理結(jié)果，推演最優(yōu)算法，更新知識(shí)結(jié)構(gòu)。認(rèn)知雷達(dá)的本質(zhì)就是通過與環(huán)境不斷的交互而理解環(huán)境并適應(yīng)環(huán)境的閉環(huán)雷達(dá)系統(tǒng)。

2系統(tǒng)控制電路分析

2.1數(shù)據(jù)處理器

該自動(dòng)化控制系統(tǒng)以數(shù)字化發(fā)射機(jī)為基準(zhǔn)，通過主機(jī)采集模擬參數(shù)，并將采集數(shù)據(jù)傳遞到數(shù)據(jù)處理器，光電隔離處理后的數(shù)據(jù)被傳遞至主控CPU，但是值得注意的是這些數(shù)據(jù)并未進(jìn)行相應(yīng)的處理分析，參數(shù)仍舊是以模擬參數(shù)的格式存在。主機(jī)發(fā)出的狀態(tài)量必須經(jīng)由數(shù)據(jù)處理器和光電隔離后才能被傳遞至中央處理器位置。

2.2駐波比監(jiān)控

反射波檢測信號(hào)輸入端插座并不受限制，可以為任意一個(gè)插座，信號(hào)輸入后在同相放大器中被放大，之后不同的插座輸入的反射波檢波信號(hào)會(huì)分路，一路信號(hào)會(huì)進(jìn)入到駐波比比較器，另一路信號(hào)則會(huì)被電位器進(jìn)行處理并被傳遞至主控中央處理器顯示出來，利用電位器的調(diào)節(jié)作用可以實(shí)現(xiàn)反射波信號(hào)顯示數(shù)據(jù)的改動(dòng)。在駐波比超過1：5：1的情況下，同相放大器輸入的信號(hào)為高電平，信號(hào)在經(jīng)過電容、電阻及二極管共同組成的保持電路之后會(huì)被送入駐波比比較器輸出高電平。駐波比比較器的輸出一種會(huì)經(jīng)過另外的比較器和反相器到達(dá)同相放大器，以實(shí)現(xiàn)繼電器K1的吸合，K1-2腳接地并由X1-4輸出去封鎖激勵(lì)器的射頻信號(hào)。駐波比比較器輸入的另一路信號(hào)在經(jīng)過兩個(gè)或以上的電阻分壓后會(huì)由三個(gè)插座輸出駐波比狀態(tài)信號(hào)。1-7號(hào)插座都可接收由主控中央處理器送來的駐波恢復(fù)信號(hào)，如果系統(tǒng)內(nèi)的駐波比荷數(shù)在三次以下，則中央處理器會(huì)自動(dòng)生成相應(yīng)的回復(fù)信號(hào)，而這些信號(hào)在經(jīng)放大器放大后會(huì)被傳遞至清零信號(hào)，比較器則恢復(fù)到原狀態(tài)，其所輸出的信號(hào)為低電平，當(dāng)駐波比荷數(shù)大于三次，那么主控中央處理器不會(huì)出現(xiàn)恢復(fù)信號(hào)，駐波比荷處于高電平狀態(tài)。一駐波比門限值的調(diào)節(jié)可以通過電位器的相關(guān)操作實(shí)現(xiàn)。

3系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1指令采樣與存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)

指令監(jiān)測邏輯實(shí)現(xiàn)有兩個(gè)關(guān)鍵的點(diǎn)，一是如何正確采樣檢波數(shù)據(jù)，二是輸出結(jié)果能否滿足實(shí)時(shí)性要求。由于受到外界干擾及傳輸功率的影響，信號(hào)的傳輸很能達(dá)到理想狀態(tài)，信號(hào)碼元可能變壞，信號(hào)脈沖寬度在一定范圍內(nèi)變化，以標(biāo)準(zhǔn)脈沖寬度200ns為例，接收到的脈沖寬度可能在180～220ns范圍內(nèi)。為了保證檢波數(shù)據(jù)采樣的正確性，采取三個(gè)方面的措施。一是采用握手信號(hào)，將指令的前16位設(shè)為字頭EB90，當(dāng)接收端確認(rèn)收到正確的字頭后，才開始接收后面的指令內(nèi)容；二是采用線性分組碼、交織碼差錯(cuò)控制技術(shù)，在信息碼元序列中加入監(jiān)督碼元，以糾正并發(fā)現(xiàn)碼元差錯(cuò)，考慮到糾正的差錯(cuò)位越多，碼距較大且代碼冗余度高，選用能糾正一個(gè)差錯(cuò)，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)差錯(cuò)的漢明碼作為編碼方式，原代碼的碼長為4比特，附加糾錯(cuò)編碼部分為3比特，合成后的糾錯(cuò)碼為7比特，故“一個(gè)差錯(cuò)”的情況共有7種，加上“正?！睜顟B(tài)共有八種狀態(tài)，3比特的附加糾錯(cuò)碼能分辨這八種狀態(tài)，同時(shí)將最后的8比特原碼作為校驗(yàn)碼，如表1所示。三是采用高速時(shí)鐘采樣檢波數(shù)據(jù)信號(hào)，并選擇在中間位置采樣。

3.2控制程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)的收集、存儲(chǔ)、顯示、查閱、數(shù)據(jù)報(bào)表的生成打印、發(fā)射機(jī)開關(guān)機(jī)控制、激勵(lì)器狀態(tài)調(diào)節(jié)、遙控綜測及故障的自動(dòng)記錄都是控制系統(tǒng)的功能。在進(jìn)行控制程序的設(shè)計(jì)時(shí)首先要明確系統(tǒng)的安裝方法，在服務(wù)器上加工軟件的安裝光盤插入后打開相應(yīng)的安裝文件夾，再點(diǎn)擊Setup.exe進(jìn)行軟件安裝程序的啟動(dòng)，根據(jù)相應(yīng)的提示信息選擇具體的安裝路徑后點(diǎn)擊確認(rèn)開始進(jìn)行正式安裝。系統(tǒng)安裝結(jié)束后方可進(jìn)行后續(xù)的操作。主激勵(lì)器和備用激勵(lì)器兩邊分別有兩個(gè)色等，綠色燈亮表示正在使用，黃色燈亮表示激勵(lì)器待機(jī)尚未使用。發(fā)射機(jī)的功放模塊與框圖中間的功放單元相對(duì)應(yīng)，功放單元中也有相應(yīng)的色等表示功放模塊的狀態(tài)?？驁D右上的天線和假負(fù)載燈分別表示現(xiàn)在發(fā)射機(jī)所接的為假負(fù)載裝置或者是天線。界面下放為數(shù)據(jù)值的顯示，包括工作溫度、功率、電壓等。界面上方有三個(gè)按鈕分別表示開機(jī)、關(guān)機(jī)和自動(dòng)開關(guān)機(jī)時(shí)間表，但是并不是所有按鈕都可以操作，操作人員對(duì)于發(fā)射機(jī)開關(guān)機(jī)的具體設(shè)置直接決定了這些按鈕是否可以操作。

結(jié)語

信息化技術(shù)的發(fā)展與普及為數(shù)字化發(fā)射機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用創(chuàng)造了條件，數(shù)字化發(fā)射機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的的應(yīng)用有利于提高廣播電視轉(zhuǎn)播部門對(duì)發(fā)射機(jī)的控制能力和故障分析能力，促進(jìn)工作效率的提升。但是該控制系統(tǒng)目前的數(shù)據(jù)處理中還存在一定的不足，數(shù)據(jù)庫軟件的直接調(diào)用處理及監(jiān)控系統(tǒng)中直接的數(shù)據(jù)處理打印是提高數(shù)據(jù)處理便捷性的有效措施。相關(guān)實(shí)踐表明數(shù)字化發(fā)射機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以滿足相關(guān)單位的使用需求，應(yīng)當(dāng)加以推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]金曉明.中短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)化控制及遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的探討研究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（21）.

[2]陳加佳.發(fā)射臺(tái)數(shù)字化集成監(jiān)控管理平臺(tái)的應(yīng)用研究[J].廣播與電視技術(shù)，2017（44）.