利用处理机软件装订替代参数调整的方法初谈

梁韶华

（甘肃长风电子科技有限责任公司，甘肃　兰州　730070）

利用处理机软件装订替代参数调整的方法初谈

梁韶华

（甘肃长风电子科技有限责任公司，甘肃兰州730070）

阐述了一种利用处理机软件装订方法替代传统参数调整的方法。在雷达整机调试和维修中，利用软件读取和装订门限参数、差比和斜率值替代传统调整电位器、或更换调式电阻以及更换衰减器；利用处理机现有信息，读取整机的相位差，并在一定范围内通过软件校正做适当补偿，替代原有机械式微波移相器调整。对减少调试人员工作量，增加产品可靠性有实际意义。

装订；相位；门限；斜率

过去，当测试雷达捕捉灵敏度、释放界限、捕杂灵敏度、信杂转换等参数偏高或偏低时。只能通过微调雷达接收系统电路参数（相关电位器或更换调试电阻）才能完成。当测试雷达相位不能满足要求时，只能通过反复调节微波移相器来满足参数测试要求。差比和斜率不能满足要求时，需要检查接收系统和差两路的AGC控制一致性，需要要通过反复调试电位器，更换调式电阻以及跟换衰减器来满足整机要求。

1　对门限参数装订

为了避免雷达虚警，处理机在恒虚警检测中设置了一个固定信号门限，当信号能量超过处理机设置的固定门限，并满足信杂比要求后，处理机送出目标距离、方位、能量和多普勒等信息，截获相应的目标。但是固定门限对接收系统要求很高，接收系统往往需要调试电位器、更换调试电阻或衰减器。因此可考虑设置一个在一定范围内，既能避免虚警，又能保证小信号正常捕捉的可调试信号门限。

信号处理机是一个具有多个处理器的计算机系统，其主要功能由软件完成。对信号处理机的读取和装订，遵循如下原则：通过计算校验和的方式检验软件代码是否正常，充分利用信号处理机本省的智能型，研制驻留在分机内部的状态程序，与软硬件资源互相配合，完成对处理机相关参数的读取和装订。信号处理机在装订和读取模式下，除了判断装订的捕捉、释放门限、相位以及差比和斜率等参数的合法性之外，还须从FLASH中读取装订门限、相位等要求，若装订参数合法且读取FLASH成功。则用新的信息数据包中的装订相关参数代替原有的门限等参数。

利用处理机软件装订对雷达的捕捉门限、释放门限、杂波捕捉门限、杂波释放门限、杂信转换门限等参数内容进行检查和封装，微调各参数达到技术指标要求的中心值。门限参数装订是通过处理机上的下载口完成对雷达处理机上的DSP、FPGA等芯片的程序烧写，同时可检测处理机上的各路信号是否正常。

门限装订界面程序可完成对处理机各门限参数装订值的写入和读取，通过界面上的文本框输入相应的值，即可对该参数进行修改完善。当鼠标焦点落到不同的文本框中时，即在文本框的右侧出现对应于该参数的说明和装订的门限范围。当完成各参数想修改的值后，点击【写入】按钮即可将新的参数写入到处理机中。并可交互的通过点击【读取装订值】来查看处理机当前的装订值。如原“捕捉灵敏度”参数的值是-90dBm，该参数门限装订的值是10。由于灵敏度较低，此时可将该参数的门限值减小。在该参数的文本框中输入-4后，按【写入】按钮将门限值写入到处理机中，此时再测试捕捉灵敏度参数的值就基本上接近中值-94dBm了。门限参数装订功能是首次实现了信号处理机功能的自动检测，对雷达接收系统多种性能参数可进行检查、调整和封装。

2　对相位参数装订

无论对单脉冲体制、还是相参体制的雷达，和差两路相位的不一致，都影响雷达的角跟踪误差，严重的相位不一致会造成雷达的跟踪误差大或丢失跟踪目标。目前一般用差路加机械式移相器的办法实现对和差两路相位调整。移相器一般采用机械式移相器，差损和驻波小，移相范围大，连续可调，体积小，但需要反复调整才能到达整机要求，调整时工序繁琐，并且其可靠性较差。而相位差对一定长度波导，对应一定中心频率和带宽的波导是唯一值，因此可以用信号处理机软件测得其固定值，然后用软件补偿相同相移差的方法达到通过移相器调整满足整机参数的要求。

差信号幅度大小取决于目标偏离天线电轴的角度大小，差信号的符号取决于目标偏离电轴的方向。和通道被用作发射和接收。接收时和通道为差通道提供相位参考，和通道还可以用来测距。

正弦信号可表示为

其中，角频率ωt=2πf，f是已知的正弦信号频率。对χ［t］数字采样得一个采样序列χ［i］（i=0，1，2，，N，N-1，表示一个采样序列中的采样点数）。由χ［i］通过最小二乘法拟合可估计参数a，b，χ0，则可得信号的幅值和相位：

同样也可以通过求平均值的直流分量χ0，对式（2）进行两参数的最小二乘法拟合，从而求信号的幅值和相位。用相同方法求另一路信号的幅值和相位。计算出两路相位差和幅值比。结合正弦逼近法对相位差和差比和斜率分析结果进行相位、幅值校正。

3　对差比和斜率的装订

对方位误差信号，定义信号S1和S2。和信号Σ= S1+S2，方位差信号是△ax=S1+S2。若S1≥S2，则这两个通道有相同的相位0度（因为和通道被用来做相位参考）。相反，若S1＜S2，则这两个通道相位差为180°。

式中，ξ表示和通道与差通道之间的相位角，等于0或180°。具体来说，若ξ=0，则目标在跟踪轴上；否则不在跟踪轴上。比值被用来精确地估计误差角度，而这个误差角度仅取决于目标的角度位置。

一般情况下两路信号幅度比要求不大于1±0.2或航向信息为1.2左右。若不满足要求根据如下公式（4）或（5）所得的衰减量（分贝值），调整垂直差路衰减器N1。

其中V1为垂直差路幅度，V2为垂直和路幅度，B为所需调整N1的衰减量（分贝值）。

其中H1为10航向信息。B为所需调整的衰减量（分贝值）。若B≤2分贝，可通过式（5）计算出H1，通过软件装订的方法校正差比和斜率。

图1系统的脉冲传递函数

图1为某系统的脉冲传递函数，K1为雷达接收部分的传递函数，它相当于一线性环节，K1=1.2其中。校正差比和斜率实际是微调K1的值。

4　职测试系统软件设计

测试系统软件基于WindowXP操作系统，采用VisualBasic开发，具有自动化程度高，操作简单等特点。其包含门限等参数的读取和写入，串行总线控制数据的收发。

装订和读取软件通过串行总线给信号处理机发送数据，实现计算机与信号处理机的通信。串行口初始化正常后，计算机先从信号处理机读取原有的相关参数，通过整机测试参数判断已有参数是否满足整机要求。如果不满足要求，装订相应参数，使整机指标满足总体要求。可实现整机的自动测试和小范围自动维修保障功能，如图2所示。

图2　数据读取和写入软界面

5　结语

本系统通过微处理器的数据存储和运算处理，能很容易地实现多种自动补偿、自动校正、多次测量平均等技术，以提高测量精度。使用参数校正和补偿完成了部分硬件功能或硬件不方便实现的功能，硬件本身的一些缺陷或弱点可用软件方法克服，系统成本也大幅降低，设计也更灵活。本软件已在某雷达和设备生产中使用，验证效果良好，具有一定的借鉴和示范作用，可适用于通信，雷达及电子对抗领域。

［1］商一齐，曹亦庆.振动信号的幅值和相位计算方法分析［J］.计测技术，2010，4.

［2］李江全，龚立桥.案例解说VisualBasic典型控制应用［J］.电子工业出版社，2011，3.

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