基于ARM的机载火控雷达元器件自动化检测技术研究

李龙刚，蒲晓明

（陕西省电子技术研究所，陕西西安，712000）

0 引言

由于我国军事领域信息化不断发展，对于机载火控雷达元器件的需求呈现出前所未有的蓬勃发展趋势。在追求生产速度的同时，也必须保证机载火控雷达元器件质量。自动化检测技术的关键作用就是检测机载火控雷达元器件质量，其功能主要通过专业的测试工具实现。但传统自动化检测技术在实际应用中由于对数据的处理能力有所欠缺，导致其自动化检测吞吐率低，无法实现高效率的机载火控雷达元器件自动化检测。为此，针对机载火控雷达元器件自动化检测技术的优化设计是势在必行的，且极具现实意义。ARM作为一种微型处理器，属于32位设计，并且具备16位的指令集，相比于传统微型处理器能够在节省32位代码的同时，保留传统微型处理器的稳定性优势[1]。为此，有理由将ARM应用在机载火控雷达元器件自动化检测技术设计中，通过提出基于ARM的机载火控雷达元器件自动化检测技术研究，实现航空电子元器件自动化检测能力的提升，进而提高其检测吞吐率。

1 ARM

ARM中的核心技术为Jazelle，能够以尽可能低的功耗增强其运算能力，并且具备灵活性的特点。ARM中包含嵌入式ICE-RT逻辑，能够同时兼容8位/16位器件[2]。与此同时，在其中包括多种寄存器，具备以极高的速度对数据统一操作的能力。针对寻址具备多种方式，能够节省很多不必要的成本开支。

2 基于ARM的机载火控雷达元器件自动化检测技术

2.1 确定机载火控雷达元器件自动化检测特征

在机载火控雷达元器件自动化检测流程设计中，需要首先确定元器件试样的检测特征和检测项目，分析检测指标的特点，设计连贯且相互衔接的检测步骤，实现自动化检测[3]。本文采用关键字驱动的方式，提取机载火控雷达元器件自动化检测点，其符号表示具体信息，如表1所示。

结合表1所示，为机载火控雷达元器件自动化检测点的参数表示，并记录上述机载火控雷达元器件自动化检测所需特征。

表1 机载火控雷达元器件自动化检测点参数表示

2.2 基于ARM处理机载火控雷达元器件检测数据

在确定机载火控雷达元器件自动化检测特征达到基础上，为提高自动化检测技术中对于数据的处理能力，本文运用ARM处理机载火控雷达元器件检测特征数据[4]。考虑到在机载火控雷达元器件一般为高频大功率器件，在自动化检测过程中存在较多变量，因此，本文设计的自动化检测手段需要适应宽泛的测试环境。将电阻的可调节范围设计为2K～124.6K范围之间，设计一个宽阻抗网络，为提高测试的准确性，阻抗调节步长设置为0.2K，并采用电子反馈调节方式，调节过程简单，定位准确。电容选择高精度独石电容，-60℃-120℃宽温工作环境，将电容的取值设定在大于15pf，根据ARM的截止频率计算公式对机载火控雷达元器件检测数据处理截止频率进行计算，设数据处理截止频率的计算公式为k，则其计算公式，如公式（1）所示。

公式（1）中，R和R'指的是ARM中的两个阻值；C指的是ARM电容。根据公式（1）得出，本文选用的一阶无源低通ARM的数据处理截止频率为150K左右[5]。因此，能够估算得出电容的取值范围应在15pf～1024pf范围之间，其步长为15pf。考虑到在ARM控制模块中通常包括多向性能兼容指标，即多目标。在对单目标问题分析过程中，利用ARM的频率响应曲线与理论ARM响应曲线拟合，从而得出针对单目标优化的可靠性，并得出ARM处理机载火控雷达元器件检测数据的自适应函数。设其表达式为f，则其计算公式，如公式（2）所示：

在公式（2）中，s指的是自变量；e指的是采样频率。通过公式（2），在理想ARM的条件下，其最大数值为30000。CAN主要用于对串口电路与ARM之间的连接，为此本文不对其进行过多研究。

2.3 表达机载火控雷达元器件自动化检测特征属性值

在完成机载火控雷达元器件检测数据处理的基础上，将检测数据嵌入到池化层和全连接层之间，向量化表达机载火控雷达元器件自动化检测特征属性值，并保证代码的完整度不被破坏[6]。此过程的编码示意图，如图1所示。

图1 代码图

结合图1所示，为表达机载火控雷达元器件自动化检测特征属性值代码，在此基础上，通过编写 python 脚本，以此，完成机载火控雷达元器件自动化检测特征属性值表达。

2.4 实现机载火控雷达元器件自动化检测

表达机载火控雷达元器件自动化检测特征属性值后，可以将其检测的过程可以看作对一个机载火控雷达元器件结构权值参数的初始化训练过程。通过反复训练，基于达标元器件远高于故障元器件的基本事实，可以为自动监测软件积累足够的样本库数据，修正权值参数的标准。为避免导致训练时间过长，在进行机载火控雷达元器件自动化检测前，必须进行多次训练，使其能够对机载火控雷达元器件快速了解、掌握。而后，利用强分类器针对大量机载火控雷达元器件进行分类，将元器件的特征信息概括总结成外部特征值，以帮助训练后的分类器能够快速的对机载火控雷达元器件特征做出详尽的表达，实现对元器件的准确描述，从而将表达结果作为检测的参照标准。设机载火控雷达元器件自动化检测方程式为λ，可得公式（3）所示。

公式（3）中，r指的是天线阵面；x指的是杂噪比；y指的是波长；v指的是运动平台速度；h指的是载机升空高度。得到公式（3）后，有效的提取出机载火控雷达元器件自动化检测特征，以此达到机载火控雷达元器件自动化检测的目的。至此，完成基于ARM的机载火控雷达元器件自动化检测技术设计。

3 实例分析

3.1 实验准备

构建实例分析，此次实验环境具体信息，如表2所示。

表2 实验环境设置

结合表3所示，实验对象选取matalb 2015a软件作为测试平台，实验的内容为测试本文检测技术与传统检测技术的检测吞吐率进行对比。检测吞吐率是单位时间内无差错检测的数量，既包含检测的速度，又考核检测的准确性以及对故障元器件的筛查能力，值越高证明自动化检测效率越高。实验流程设定为：首先使用基于ARM设计的自动化检测技术检测元器件，仰俯角设置为3°实验次数设定为10批，记录测得的检测吞吐率，记为实验组输入matalb软件；同样的10批器件再使用传统技术进行检测，作为为对照组输入matalb软件。

3.2 实验结果分析与结论

在matalb软件中生成两种试验方法的检测吞吐率曲线，见图2。

图2 检测吞吐率对比图

分析检测吞吐率曲线图发现，实验组的检测吞吐率保持在3.0reqs/s以上，最高达到4.2reqs/s，远高于对照组的表现，证明所设计的自动化检测技术在数据处理能力和检测准确性方面具有明显的优势，可以替代现有的元器件检测手段。

4 结束语

考虑到机载火控雷达元器件自动化检测技术的设计愈发的受到重视，基于ARM的机载火控雷达元器件自动化检测技术经历了从起步到快速发展的阶段。因此，本文对机载火控雷达元器件自动化检测技术进行优化设计是十分必要的，通过实例分析结果证明设计的技术是具有现实应用价值的，能够为机载火控雷达元器件自动化检测的优化设计提供理论支持。但本文唯一不足之处在于，没有对机载火控雷达元器件自动化检测技术中的调试程序进行深入分析，以此可以作为此方面日后的研究内容。