雷达多通道接收机幅相特性分析软件设计与实现

发布时间：2020-06-03 20:57

【摘要】：随着相控阵雷达、数字阵列雷达等雷达体制的发展,雷达接收机通道数也逐渐增多。接收机子系统作为雷达系统的重要组成部分,在雷达开发制造与维修时,需要对多通道幅相特性进行必要的测试。传统的多台仪器联合测试法所需的成本高、测试效率和测试精度低,因此,亟需一种集成度高、通用性强、扩展性好的测量仪器,来完成对雷达多通道接收机幅相特性的自动测试过程。本文以中电41所牵头的“国家重大科学仪器设备开发专项”项目为依托,开展了基于高性能微波频谱分析仪的雷达多通道接收机幅相特性分析软件开发工作,以降低对雷达多通道接收机幅相特性测试时的操作复杂度。本文首先深入分析雷达多通道接收机幅相特性分析软件的研制需求,提出了软件总体设计方案:软件基于VS2010/MFC框架、SP++信号处理库、FFTW库、VISA库、SCPI命令集、LAN接口、TeeChart ActiveX控件等开发工具进行开发,采用自底向上的结构化设计模式,遵循模块化设计理念,将软件分为显示模块、接口模块、分析模块和校正模块,以简化开发流程、提高开发效率。然后,本文对雷达多通道接收机幅相特性参数的测试分析方法进行了研究:采用频谱分析仪直接读取法和加窗频谱分析与校正法两种方法,实现了对通道幅频特性的测试分析;采用多音测试法,实现了对含有变频器件的接收机通道相频特性的测试分析;对通道稳定性、通道隔离度以及通道幅度一致性等参数给出了具体的测试方法。接着,本文对雷达多通道接收机幅相特性分析软件四大模块的具体实现进行了说明:显示模块以选项卡的形式实现视图窗口在任意位置停靠和多种布局,并以图表的形式给出分析结果;接口模块用于软件各模块间、软件与数据文件、软件与外部仪器进行通信,实现了仪器程控自动测试和测试结果存储功能;分析模块用于完成雷达多通道接收机的单通道幅频特性和通道间特性参数的测试分析;校正模块用于降低系统测试误差。最后,本文设计了测试用例对软件各个功能模块的正确性进行了验证。本文设计的软件易用性强、运行稳定性高、人机交互界面友好美观,实现了对雷达多通道接收机幅相特性的一键式自动测试和分析功能,测试误差小。软件拓展了传统频谱分析仪的测试功能,使其在雷达领域的应用性更强,从而提升与国外同类产品的竞争力。
【图文】：

视类,连接接口,框架类,功能

先被返还给视类，视类再将其返还给框架类。框架类则将此消息传递给应用程序类，由后者来进行处理件程控仪器工具接收机幅相特性分析软件在开发时，通过配合使用线接口，实现了对信号源和频谱分析仪这两种测试实时采集功能[26]。Agilent 公司采用自底向上结构模型开发的、用于和各编程接口。它执行仪器总线的功能，不受平台类型、对 USB、GPIB、和 LAN 等接口进行编程，实现了在能[27-28]。VISA 库提供了简单易用的控制函数集和强能。通过在工程中添加如图 2.1 所示的头文件即如软件中使用的 viPrintf 函数的功能是通过连接接口f 函数的功能是通过连接接口从仪器格式化接收命令

DLL文件

发送信号产生信号格式化数据总线图2.2 SCPI 通用仪器模型2.1.3 软件信号处理库本软件在对采集的测试信号进行分析时，借助了现有成熟的、已被广泛使用的开源 FFTW 傅里叶变换库和 SP++信号处理库作为信号处理工具，实现了快速精确的信号处理功能。FFTW 傅里叶变换库是专门用来计算一维或者多维数值的离散傅里叶变换的 C语言子函数库，，其输入数值为离散的实数或复数序列，可以完成 DFT、DST、DCT和 DHT 等变换的计算过程[33-34]。由于 FFTW 库具有极好的运算性能，通过向工程中添加下图 2.3 所示的 DLL 动态链接库即可使用，因此已在信号处理、石油勘探等多个领域得到广泛运用。例如，学术研究最常用的 Matlab 软件采用 FFTW 库完成傅里叶变换计算过程。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN957

【参考文献】