新型雷達發(fā)射機控制臺顯示控制技術的研究
0引 言
某新型雷達的發(fā)射機采用了回掃充電和全固態(tài)高壓調(diào)制器技術，采用了以PC 104為核心的控制保護技術，具備無人值守功能。發(fā)射機一直工作穩(wěn)定可靠。但發(fā)射機控制只有本機開關機、故障狀態(tài)顯示和BITE(內(nèi)置測試設備)信息傳輸?shù)裙δ堋?
隨著設備使用頻率的增加，為適應信息平臺發(fā)展的要求，增加發(fā)射機控制臺顯示控制功能成為可能。當然，這是基于發(fā)射機的高自動化設計和高可靠性的基礎之上。
本研究內(nèi)容包括：操作與顯示、人機界面、接口協(xié)議等。重要的是，不能改變原發(fā)射機本機控制保護功能，不能因采取措施防止干擾的產(chǎn)生而影響發(fā)射機正常工作。
1研究基礎
新型雷達發(fā)射機的原理框圖如圖1所示。
圖2是發(fā)射機控制保護的核心板，即以PC 104工控機為主的控制保護板。
圖3是自動控制保護原理框圖。
控制保護板是全機的控制核心，而PC 104及EPLD(可擦可編程邏輯控制器)又是控制保護板的核心。它集中顯示了發(fā)射機的工作過程、狀態(tài)，并及時將相關信息通過RS-422接幾傳至雷達主控臺。工控機執(zhí)行全部程序的周期大約是7 ms，不能實現(xiàn)實時快速控制，將工控機與EPLD相結合，既可以用軟件控制發(fā)射機，又可實現(xiàn)發(fā)射機的實時快速控制保護。
2操作與顯示
控制臺操作包括：發(fā)射機供電、發(fā)射機開關機、本控／遙控、寬窄脈沖切換、電弧測試等。
控制臺顯示包括：故障狀態(tài)顯示、功率顯示、高頻檢波包絡顯示等。其中：故障狀態(tài)顯示采用19英寸液晶顯示器；選用HP437B功率計測量發(fā)射機輸出功率；選用雙通道帶存儲功能示波器TDS3012B監(jiān)測高頻檢波包絡和調(diào)制器輸出等主要波形。
3人機界面
友好的人機界面是功能實現(xiàn)和優(yōu)化設計的具體表現(xiàn)。圖4是發(fā)射機模擬顯控界面圖。
人機界面由以下6個功能區(qū)組成：
a)靜態(tài)圖形界面區(qū)。直觀地反映出發(fā)射機的結構布局，顯示發(fā)射機的組成，包括：前級放大器、控制保護分機、磁場電源1、磁場電源2、燈絲反線包電源、鈦泵電源、冷卻系統(tǒng)、電弧反射、速調(diào)管、脈沖變壓器及整流組件、濾波組件、回掃組件、觸發(fā)組件和調(diào)制器。
b)動態(tài)圖形界面區(qū)。實時顯示發(fā)射機工作狀態(tài)：分機組件顯示為綠色表明該部分工作正常；顯示紅色表明該部分有故障；顯示原色表明此分機或系統(tǒng)未工作。圖4中，發(fā)射機冷卻、低壓正常，但燈絲反線包電源出現(xiàn)故障，具體的故障可在故障清單區(qū)給出，圖例中可知該分機中的燈絲電源出現(xiàn)故障，而反線包電源是正常的。
c)狀態(tài)指示區(qū)。顯示發(fā)射機設置和工作的狀態(tài)，包括：低壓、高壓、預熱、功率足否正常；發(fā)射機控制是本控還是遙控；前級功率輸出足速調(diào)管還是到天線；高壓回報是否超時；發(fā)射機開低壓時間和開高壓時間等信息。
d)故障清單區(qū)。顯示具體的故障。
e)顯示控制數(shù)據(jù)區(qū)。通過與雷達總體的接口，實時顯示雷達的主要數(shù)據(jù)，供發(fā)射機在任務時參考。
f)控制臺指令顯示區(qū)。在該區(qū)內(nèi)專門設置了日志保存區(qū)。其功能是：在必要時如任務、校飛、檢修和開高壓期間保存發(fā)射機的工作狀態(tài)、數(shù)據(jù)；保存故障，包括故障位置、時間等信息。設置日志的目的是：為發(fā)射機的常規(guī)維護提供有效參數(shù)；進行故障定位，為快速排除故障提供條件。
4接口協(xié)議
與雷達顯示控制的接口必須符合雷達系統(tǒng)規(guī)定的內(nèi)部傳輸協(xié)議，包括數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?nèi)容與格式。根據(jù)原發(fā)射機控制保護計算機接口設計，已經(jīng)預留了串行口作為通信口。因此，與顯示控制分系統(tǒng)之間可通過串行口交換信息。
數(shù)據(jù)格式如表1所示。
5初始化程序
發(fā)射機顯示控制界面程序通過OnInitialUpdate()函數(shù)的調(diào)用完成對硬件及軟件資源的初始化配置。包括顯示界面初始化、應用程序狀態(tài)標志初始化、串行口初始化。
1)顯示界面初始化
為使顯示界面更為友好，根據(jù)實物按比例先繪制出主界面圖形和其他相關圖形，再通過VC菜單插入資源，將這些圖片添加至項目中。程序啟動時，調(diào)用初始化程序OnInitialUpdate()加載圖片，再對顯示控制界面中各控鍵的字體進行設置。程序如下：
2)故障狀態(tài)標志及通信字初始化
對程序中需要的所有全局變量及狀態(tài)標志進行初始化，保證程序正常運行。例如：
3)串行口及定時器初始化
發(fā)射機控制臺要完成對雷達顯示控制指令的響應，還要完成對發(fā)射機的控制，因此需要開啟3個串行口線程，線程的開啟方法相同，在InitPort()函數(shù)設置端口號5，波特率為9 600 bit／s，數(shù)據(jù)位數(shù)為8位，無奇偶校驗位，1位停止位。通過函數(shù)StartMonitoring()打開線程。程序如下：
6抗干擾措施
由于控制臺顯示控制系統(tǒng)相對獨立，因而抗干擾主要通過系統(tǒng)設計和接口設計來解決。
1)系統(tǒng)接地
新型發(fā)射機的高可靠性是基于發(fā)射機系統(tǒng)的抗干擾技術，如采用一體化全焊接密封機柜，全機一點接地。新設計的控制臺顯示控制系統(tǒng)應采用與發(fā)射機一致的一體化全焊接密封結構設計，信號地、屏蔽地和安全地匯成一點后與發(fā)射機總地連接。
2)接口技術
控制臺顯示控制系統(tǒng)獨立供電，全部接有電源濾波器；低壓電源采用二次隔離技術，與總供電隔離；信號傳輸采用標準串行口，包括與發(fā)射機的通信和與雷達顯示控制的接口，滿足原系統(tǒng)接口協(xié)議。
7結束語
新型發(fā)射機控制臺顯示控制技術的研究，是基于發(fā)射機的高可靠性和控制保護的可擴展性的基礎上。其實施難點在于合理的技術方案和抗干擾技術的解決。分析了實現(xiàn)控制臺顯示控制的基礎，優(yōu)化了程序，給出了顯示控制界面，并就可能的干擾采取了措施。該顯示控制技術已經(jīng)成功應用于多部雷達發(fā)射機，但要在本車載式雷達發(fā)射機上實現(xiàn)控制臺顯示控制的工程化，還有待系統(tǒng)的調(diào)試和完善。
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