图3。1 界面应用程序在本课题中的定位
运行在工控机上的界面程序通过基于WinPcap的网口通信,将控制命令与参数设置发送给位于测试附件信处板上的PowerPc,其中参数包括目标运动参数以及模拟器工作方式,同时接收从PowerPc返回的运行状态、模拟点迹数据等等,以供在界面上显示目标运动航迹。PowerPc根据界面发送过来的数据,实时计算出FPGA所需的各参数,并发送给FPGA,后期加入串口通信控制微波系统。
根据实际需求,在设计上位机软件系统时需要考虑以下几个问题:
1、上位机需要完成包括参数设置、目标航迹显示以及数据通信等多种功能,工作的繁琐度使得所有的功能不可能都平铺在一个面板上,因此如何将这些功能合理地安排对话框的位置是首要考虑的问题,同时人机交互的界面需要做到友好直观简单操作。
2、雷达需要对不止一个目标进行航编,窗口如何容纳所有目标是需要考虑的问题。目标的实际航迹是三维的,而计算机屏幕是二维的,这就涉及到如何进行维度之间的转换。
3、上位机和嵌入式计算机之间存在着实时通信,上位机传送航迹参数和系统设置参数给嵌入式计算机,嵌入式计算机计算出当前时刻雷达波束内目标的运动信息,将运动状态回馈给上位机,所以如何实现通信接口以及通信协议的设置是至关重要的[9]。
3。2 上位机软件系统各功能模块
本课题是基于Microsoft Visual Studio 2010 MFC开发环境,用C++程序语言编写的,采用对话框结构。由于上位机的多种功能使得不能再一个对话框中实现所有功能,所以可以分为三个对话框,每个对话框对应对应一个类,皆派生自类。我们可以列出下面的示意图。
图3。2 界面程序总体功能框图/类关系图
是界面程序的主窗口类,在对话框中再创建出三个类:负责系统参数的设置和通信接口的测试,负责实例化的测试窗口,主要是调试好信号的参数,负责采集雷达中频泄露中频信号,下分一个类,用来绘制目标动态航迹。另外数据缓存、接口通信等功能是在类中实现的,方便各子窗口对其的调用和更改。
3。2。1 系统设置窗口
图3。3 系统设置窗口
由图3。3可知,系统设置分为雷达参数设置、模拟器参数设置、通信接口选择、模拟站设置和模拟站状态这几个部分。雷达参数包括雷达收发波束宽度设定、雷达离散波位中心角设定、雷达作用距离和RCS有效截面积设定。模拟器参数包括模拟器采样率、模拟器ADC位数和模拟器DAC位数。可以设置各类参数,将参数通过通信接口选择不同接口发送到嵌入式计算机中。通过串口编程控制微博系统,并且能够实时地显示通道的状态。数据通信的实现方法将在下一章详细介绍。
3。2。2 测试窗口
图3。4 测试窗口
测试窗口主要是设置信号的参数用于硬件的调制,针对雷达主要发射的两类信号——点频信号和线性调频信号分别设置,默认设置点频信号频率为90MHz,脉冲宽度为10,脉冲重复周期为180;线性调频信号频率为270MHz,信号带宽为50MHz,信号时宽为10,脉冲重复周期为180。可以选择加入噪声与否和产生方式,能够更加准确全面地测试雷达的性能。
3。2。3 存储转发模式
图3。5 存储转发模式
从图3。5可以看出,该窗口可以设置目标参数包括目标数量、目标初始化参数和目标信息显示,目标起始距离最小值为0。45km,最大值为26km,目标起始速度最大值为300km/h,起始速度方向分为“沿波位左边界远离”和“沿波位左边界靠近”,默认“沿波位左边界远离”,不产生高斯噪声幅度设置有“250mV”、“500mV”、“1V”、“1。5V”、“2V”,默认为250mV,产生高斯噪声信噪比默认为3dB,矢量信号源的频率设置范围为33000MHz~36000MHz,功率范围为-130dBm~17dBm,目标信息显示目标动态航迹。