新型雷達發(fā)射機控制臺顯示控制技術(shù)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)高壓調制器技術(shù)，采用了以PC 104為核心的控制保護技術(shù)，具備無(wú)人值守功能。發(fā)射機一直工作穩定可靠。但發(fā)射機控制只有本機開(kāi)關(guān)機、故障狀態(tài)顯示和BITE(內置測試設備)信息傳輸等功能。

　　隨著(zhù)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(dòng)化設計和高可靠性的基礎之上。

　　本研究?jì)热莅ǎ?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/操作與顯示">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。

        
 
　　發(fā)射機主要由前級固態(tài)放大器、末級高功率高增益速調管、整流濾波、回掃充電、全固態(tài)高壓調制器、脈沖變壓器油箱、控制保護和冷卻系統組成。發(fā)射機除速調管為真空管器件外，其他均采用了高可靠、長(cháng)壽命的固態(tài)器件。由于采用了強迫風(fēng)冷設計，因而功率大、體積小，可裝備于地面固定式、車(chē)載式、船載式等不同平臺。

　　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(dòng)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(guò)程、狀態(tài)，并及時(shí)將相關(guān)信息通過(guò)RS-422接幾傳至雷達主控臺。工控機執行全部程序的周期大約是7 ms，不能實(shí)現實(shí)時(shí)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(shí)現發(fā)射機的實(shí)時(shí)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(kāi)關(guān)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(luò )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監測高頻檢波包絡(luò )和調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(shí)現和優(yōu)化設計的具體表現。圖4是發(fā)射機模擬顯控界面圖。

        
 
　　人機界面由以下6個(gè)功能區組成：
　　a)靜態(tài)圖形界面區。直觀(guān)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(chǎng)電源1、磁場(chǎng)電源2、燈絲反線(xiàn)包電源、鈦泵電源、冷卻系統、電弧反射、速調管、脈沖變壓器及整流組件、濾波組件、回掃組件、觸發(fā)組件和調制器。

　　b)動(dòng)態(tài)圖形界面區。實(shí)時(shí)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未工作。圖4中，發(fā)射機冷卻、低壓正常，但燈絲反線(xiàn)包電源出現故障，具體的故障可在故障清單區給出，圖例中可知該分機中的燈絲電源出現故障，而反線(xiàn)包電源是正常的。

　　c)狀態(tài)指示區。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管還是到天線(xiàn)；高壓回報是否超時(shí)；發(fā)射機開(kāi)低壓時(shí)間和開(kāi)高壓時(shí)間等信息。

　　d)故障清單區。顯示具體的故障。

　　e)顯示控制數據區。通過(guò)與雷達總體的接口，實(shí)時(shí)顯示雷達的主要數據，供發(fā)射機在任務(wù)時(shí)參考。

　　f)控制臺指令顯示區。在該區內專(zhuān)門(mén)設置了日志保存區。其功能是：在必要時(shí)如任務(wù)、校飛、檢修和開(kāi)高壓期間保存發(fā)射機的工作狀態(tài)、數據；保存故障，包括故障位置、時(shí)間等信息。設置日志的目的是：為發(fā)射機的常規維護提供有效參數；進(jìn)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規定的內部傳輸協(xié)議，包括數據傳輸的內容與格式。根據原發(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，與顯示控制分系統之間可通過(guò)串行口交換信息。

　　數據格式如表1所示。

       
 
　　5初始化程序

　　發(fā)射機顯示控制界面程序通過(guò)OnInitialUpdate()函數的調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，根據實(shí)物按比例先繪制出主界面圖形和其他相關(guān)圖形，再通過(guò)VC菜單插入資源，將這些圖片添加至項目中。程序啟動(dòng)時(shí)，調用初始化程序OnInitialUpdate()加載圖片，再對顯示控制界面中各控鍵的字體進(jìn)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(jìn)行初始化，保證程序正常運行。例如：
       

　　3)串行口及定時(shí)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(kāi)啟3個(gè)串行口線(xiàn)程，線(xiàn)程的開(kāi)啟方法相同，在InitPort()函數設置端口號5，波特率為9 600 bit／s，數據位數為8位，無(wú)奇偶校驗位，1位停止位。通過(guò)函數StartMonitoring()打開(kāi)線(xiàn)程。程序如下：

　　6抗干擾措施

　　由于控制臺顯示控制系統相對獨立，因而抗干擾主要通過(guò)系統設計和接口設計來(lái)解決。

　　1)系統接地

　　新型發(fā)射機的高可靠性是基于發(fā)射機系統的抗干擾技術(shù)，如采用一體化全焊接密封機柜，全機一點(diǎn)接地。新設計的控制臺顯示控制系統應采用與發(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(diǎn)后與發(fā)射機總地連接。

　　2)接口技術(shù)

　　控制臺顯示控制系統獨立供電，全部接有電源濾波器；低壓電源采用二次隔離技術(shù)，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(mǎn)足原系統接口協(xié)議。

　　7結束語(yǔ)

　　新型發(fā)射機控制臺顯示控制技術(shù)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(shí)施難點(diǎn)在于合理的技術(shù)方案和抗干擾技術(shù)的解決。分析了實(shí)現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(shù)已經(jīng)成功應用于多部雷達發(fā)射機，但要在本車(chē)載式雷達發(fā)射機上實(shí)現控制臺顯示控制的工程化，還有待系統的調試和完善。