一种实时多任务多开发环境雷达系统的设计与实现

0  引言

某制导雷达主要用来准确、快速跟踪低空飞行的小目标，以引导攻击系统打击目标。雷达的平台控制系统应具有扫描精度高，响应速度快等特点。基于上述要求，本文给出了工控机为核心，在VC++开发环境下通过编程实现雷达终端实时数据的采集、显控和数据回放等功能，同时在LabWindows CVI开发环境下通过编程操控控制平台的实现方法。该方法集雷达实时显控与平台控制操控于一体，因而不仅提高了雷达系统的整体工作性能，同时也进一步改进了操控平台的控制精度、稳定性、灵活性。

1  系统整体结构

本系统的整体结构简图如图1所示。其中的PCI控机通过串口与雷达系统终端相连，用于接收从雷达终端传输来的数据，并在保证可靠性地基础上完成数据采集、实时处理，数据回放等多任务要求。该PC工控机的配置是：CPU选用Intel(R)Core(TM)2 Duo CPU E4600@2.40GHz内存2GHz，显示卡为Intel(R)82945G Express ChipsetFamily；网络适配器选用Intel(R)PRO／1000 PMNetwork Connection；主板可支持包括Intel双核在内的多种CPU及三个串口、一个并口、四个USB口、两个CAN口以及PS／2键盘和鼠标支持的USB口；底板应选择适当的PCI和ISA扩展槽数量。

该处理系统中，PC工控机不但可通过串口接收雷达终端数据。同时可通过在PC工控机中配备的PCI7841板卡来实现对操控平台的控制。该PC工控机配备有两块PCI7841板卡，可选用其中的任何一块，因而相当方便。操作时，只要将操控平台零点坐标的数值报告给计算机，计算机即可将该值设置为平台控制软件的零点。同时，通过选择平台的扫描方式、扫描范围和扫描步进值便可精确控制雷达平台的扫描行为。当所有的工作模式和参数设置完毕，就可以通过操作软件界面上的功能按键开始工作，PC工控机便可通过和PCI7841板卡相连的CAN总线将控制命令发送出去，而操控平台在接收到从CAN总线发送来的控制信号后，就可实现相应的平台动作。

2  系统工作界面及功能

图2所示是实时显控系统软件的应用界面，图3是操控平台控制软件的应用界面。这两部分可提供雷达实时显控系统软件与平台控制软件的实现界面及主要功能模块。可通过综合设计技术来实现系统实时显控和平台控制的综合功能。

3  雷达实时显控与平台控制的综合设计

本系统通过使用一台PC工控机来完成雷达与平台的实时控制，该工控机配备有两块PCI7841卡，操作系统为Windows XP，编程环境为VC++6.0和LabWindows CVI8.5，可分别提供给雷达实时显控软件和操控平台控制软件开发使用。

3.1  雷达实时显控系统的实现

雷达工作时，PC工控机通过串口将接收来自雷达终端的数据，数据格式为10 ms一帧，每帧38个字节，雷达工作参数和工作状态就装订在此数据帧中。实时显控软件主要完成三个功能：一是终端数据采集，以供数据的后续处理；二是现场实时显控，以供现场显控和分析；三是数据回放处理，以供事后分析和功能调试。在现场系统联调中，可通过使用实时处理功能来实时显控到雷达的主要目标参数，包括距离、速度、方位角偏差、俯仰角偏差等，这些参数不但在数据栏中可实时显示，而且还可以曲线的方式直观地出现在坐标系中。本雷达的主要目标状态有截获或未截获、宽波束或窄波束，根据这些状态可以确定雷达现场工作的性能。此外，实时显控软件还应提供雷达本身的关键参数，以及幅度值AGC等的实时显示。通过现场查看上述指标可以判断雷达工作正常与否。另外，还能以动画形式模拟导弹来跟踪目标的整个过程，也可根据导弹处于大视场还是小视场来自动切换显示不同的坐标系，从而达到直观生动模拟导弹运行过程的效果。

3.2 平台控制系统

由于PC工控机配备有两块PCI7841卡，可通过PCI7841卡将其固有接口形式转换为CAN总线对外输出，从而通过CAN连接线将另一端连到操控平台。由于在进行动态性能试验时，需要平台扫描配合，而本平台控制软件即为实现此功能而设计的，它能实现方位扫描、俯仰扫描、方框扫描、圆扫描等几种扫描运动，完全可满足雷达动态测试的要求。同时，每种扫描方式的扫描范围、步长、时间间隔等均可设置。另外，使用本平台软件控制平台还具有控制精度高，响应速度快等优点。同时界面中还设有优先级最高的复位键，可让平台随时复位到原点位置，为新的系统联调做好状态准备。另外还添加了零时刻启动功能键，通过该键可方便地关断制导雷达的自检信号，使雷达提前由自检状态进入工作状态。

以上综合功能均可在一台安装有多个开发环境的PC工控机上实现。

4  结束语

采用雷达实时显控与平台控制综合设计技术，只需一台安装有相应开发环境的PC工控机，就可同时实现对雷达终端数据的实时采集、显控、回放和对操控平台的控制。通过该实时显控系统，可在第一时间掌握雷达的工作状态，从而摆脱了只有数据采集处理后才能确认工作状态的困扰，节省了时间，丰富了工作方式，提高了效率。另一方面，平台控制软件的应用，不但提高了操控平台的工作效率，同时也改善了平台的工作精度和灵活性。这样当实时显控和平台控制系统同时启用时，只需一个人用一台PC工控机，就可快速、精确、灵活、实时地实现雷达性能的动态测试和分析。目前，该技术已在某雷达产品上多次成功应用。