新型雷达发射机控制台显示控制技术的研究

0引 言

　　某新型雷达的发射机采用了回扫充电和全固态高压调制器技术，采用了以PC 104为核心的控制保护技术，具备无人值守功能。发射机一直工作稳定可靠。但发射机控制只有本机开关机、故障状态显示和BITE(内置测试设备)信息传输等功能。

　　随着设备使用频率的增加，为适应信息平台发展的要求，增加发射机控制台显示控制功能成为可能。当然，这是基于发射机的高自动化设计和高可靠性的基础之上。

　　本研究内容包括：操作与显示、人机界面、接口协议等。重要的是，不能改变原发射机本机控制保护功能，不能因采取措施防止干扰的产生而影响发射机正常工作。

　　 1研究基础

　　新型雷达发射机的原理框图如图1所示。

　　发射机主要由前级固态放大器、末级高功率高增益速调管、整流滤波、回扫充电、全固态高压调制器、脉冲变压器油箱、控制保护和冷却系统组成。发射机除速调管为真空管器件外，其他均采用了高可靠、长寿命的固态器件。由于采用了强迫风冷设计，因而功率大、体积小，可装备于地面固定式、车载式、船载式等不同平台。

　　图2是发射机控制保护的核心板，即以PC 104工控机为主的控制保护板。

　　图3是自动控制保护原理框图。

　　控制保护板是全机的控制核心，而PC 104及EPLD(可擦可编程逻辑控制器)又是控制保护板的核心。它集中显示了发射机的工作过程、状态，并及时将相关信息通过RS-422接几传至雷达主控台。工控机执行全部程序的周期大约是7 ms，不能实现实时快速控制，将工控机与EPLD相结合，既可以用软件控制发射机，又可实现发射机的实时快速控制保护。

　　2操作与显示

　　控制台操作包括：发射机供电、发射机开关机、本控／遥控、宽窄脉冲切换、电弧测试等。

　　控制台显示包括：故障状态显示、功率显示、高频检波包络显示等。其中：故障状态显示采用19英寸液晶显示器；选用HP437B功率计测量发射机输出功率；选用双通道带存储功能示波器TDS3012B监测高频检波包络和调制器输出等主要波形。
　　3人机界面

　　友好的人机界面是功能实现和优化设计的具体表现。图4是发射机模拟显控界面图。

　　人机界面由以下6个功能区组成：
　　a)静态图形界面区。直观地反映出发射机的结构布局，显示发射机的组成，包括：前级放大器、控制保护分机、磁场电源1、磁场电源2、灯丝反线包电源、钛泵电源、冷却系统、电弧反射、速调管、脉冲变压器及整流组件、滤波组件、回扫组件、触发组件和调制器。

　　b)动态图形界面区。实时显示发射机工作状态：分机组件显示为绿色表明该部分工作正常；显示红色表明该部分有故障；显示原色表明此分机或系统未工作。图4中，发射机冷却、低压正常，但灯丝反线包电源出现故障，具体的故障可在故障清单区给出，图例中可知该分机中的灯丝电源出现故障，而反线包电源是正常的。

　　c)状态指示区。显示发射机设置和工作的状态，包括：低压、高压、预热、功率足否正常；发射机控制是本控还是遥控；前级功率输出足速调管还是到天线；高压回报是否超时；发射机开低压时间和开高压时间等信息。

　　d)故障清单区。显示具体的故障。

　　e)显示控制数据区。通过与雷达总体的接口，实时显示雷达的主要数据，供发射机在任务时参考。

　　f)控制台指令显示区。在该区内专门设置了日志保存区。其功能是：在必要时如任务、校飞、检修和开高压期间保存发射机的工作状态、数据；保存故障，包括故障位置、时间等信息。设置日志的目的是：为发射机的常规维护提供有效参数；进行故障定位，为快速排除故障提供条件。

　　4接口协议

　　与雷达显示控制的接口必须符合雷达系统规定的内部传输协议，包括数据传输的内容与格式。根据原发射机控制保护计算机接口设计，已经预留了串行口作为通信口。因此，与显示控制分系统之间可通过串行口交换信息。

　　数据格式如表1所示。

　　5初始化程序

　　发射机显示控制界面程序通过OnInitialUpdate()函数的调用完成对硬件及软件资源的初始化配置。包括显示界面初始化、应用程序状态标志初始化、串行口初始化。

　　1)显示界面初始化

　　为使显示界面更为友好，根据实物按比例先绘制出主界面图形和其他相关图形，再通过VC菜单插入资源，将这些图片添加至项目中。程序启动时，调用初始化程序OnInitialUpdate()加载图片，再对显示控制界面中各控键的字体进行设置。程序如下：

　　

　　2)故障状态标志及通信字初始化

　　对程序中需要的所有全局变量及状态标志进行初始化，保证程序正常运行。例如：

　　

　　3)串行口及定时器初始化

　　发射机控制台要完成对雷达显示控制指令的响应，还要完成对发射机的控制，因此需要开启3个串行口线程，线程的开启方法相同，在InitPort()函数设置端口号5，波特率为9 600 bit／s，数据位数为8位，无奇偶校验位，1位停止位。通过函数StartMonitoring()打开线程。程序如下：