新型雷達(dá)發(fā)射機(jī)控制臺(tái)顯示控制技術(shù)的研究

　　0引 言

　　某新型雷達(dá)的發(fā)射機(jī)采用了回掃充電和全固態(tài)高壓調(diào)制器技術(shù)，采用了以PC 104為核心的控制保護(hù)技術(shù)，具備無(wú)人值守功能。發(fā)射機(jī)一直工作穩(wěn)定可靠。但發(fā)射機(jī)控制只有本機(jī)開(kāi)關(guān)機(jī)、故障狀態(tài)顯示和BITE(內(nèi)置測(cè)試設(shè)備)信息傳輸?shù)裙δ堋?/p>

　　隨著設(shè)備使用頻率的增加，為適應(yīng)信息平臺(tái)發(fā)展的要求，增加發(fā)射機(jī)控制臺(tái)顯示控制功能成為可能。當(dāng)然，這是基于發(fā)射機(jī)的高自動(dòng)化設(shè)計(jì)和高可靠性的基礎(chǔ)之上。

　　本研究?jī)?nèi)容包括：操作與顯示、人機(jī)界面、接口協(xié)議等。重要的是，不能改變?cè)l(fā)射機(jī)本機(jī)控制保護(hù)功能，不能因采取措施防止干擾的產(chǎn)生而影響發(fā)射機(jī)正常工作。 1研究基礎(chǔ)

　　新型雷達(dá)發(fā)射機(jī)的原理框圖如圖1所示。

        
 
　　發(fā)射機(jī)主要由前級(jí)固態(tài)放大器、末級(jí)高功率高增益速調(diào)管、整流濾波、回掃充電、全固態(tài)高壓調(diào)制器、脈沖變壓器油箱、控制保護(hù)和冷卻系統(tǒng)組成。發(fā)射機(jī)除速調(diào)管為真空管器件外，其他均采用了高可靠、長(zhǎng)壽命的固態(tài)器件。由于采用了強(qiáng)迫風(fēng)冷設(shè)計(jì)，因而功率大、體積小，可裝備于地面固定式、車載式、船載式等不同平臺(tái)。

　　圖2是發(fā)射機(jī)控制保護(hù)的核心板，即以PC 104工控機(jī)為主的控制保護(hù)板。

        
 
　　圖3是自動(dòng)控制保護(hù)原理框圖。 
       

　　控制保護(hù)板是全機(jī)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(hù)板的核心。它集中顯示了發(fā)射機(jī)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(dá)主控臺(tái)。工控機(jī)執(zhí)行全部程序的周期大約是7 ms，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)快速控制，將工控機(jī)與EPLD相結(jié)合，既可以用軟件控制發(fā)射機(jī)，又可實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)的實(shí)時(shí)快速控制保護(hù)。

　　2操作與顯示

　　控制臺(tái)操作包括：發(fā)射機(jī)供電、發(fā)射機(jī)開(kāi)關(guān)機(jī)、本控／遙控、寬窄脈沖切換、電弧測(cè)試等。

　　控制臺(tái)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(jì)測(cè)量發(fā)射機(jī)輸出功率；選用雙通道帶存儲(chǔ)功能示波器TDS3012B監(jiān)測(cè)高頻檢波包絡(luò)和調(diào)制器輸出等主要波形。

　　3人機(jī)界面

　　友好的人機(jī)界面是功能實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體表現(xiàn)。圖4是發(fā)射機(jī)模擬顯控界面圖。

        
 
　　人機(jī)界面由以下6個(gè)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(jī)的結(jié)構(gòu)布局，顯示發(fā)射機(jī)的組成，包括：前級(jí)放大器、控制保護(hù)分機(jī)、磁場(chǎng)電源1、磁場(chǎng)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(dòng)態(tài)圖形界面區(qū)。實(shí)時(shí)顯示發(fā)射機(jī)工作狀態(tài)：分機(jī)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(jī)或系統(tǒng)未工作。圖4中，發(fā)射機(jī)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(jī)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(jī)設(shè)置和工作的狀態(tài)，包括：低壓、高壓、預(yù)熱、功率足否正常；發(fā)射機(jī)控制是本控還是遙控；前級(jí)功率輸出足速調(diào)管還是到天線；高壓回報(bào)是否超時(shí)；發(fā)射機(jī)開(kāi)低壓時(shí)間和開(kāi)高壓時(shí)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(guò)與雷達(dá)總體的接口，實(shí)時(shí)顯示雷達(dá)的主要數(shù)據(jù)，供發(fā)射機(jī)在任務(wù)時(shí)參考。

　　f)控制臺(tái)指令顯示區(qū)。在該區(qū)內(nèi)專門設(shè)置了日志保存區(qū)。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(jī)的工作狀態(tài)、數(shù)據(jù)；保存故障，包括故障位置、時(shí)間等信息。設(shè)置日志的目的是：為發(fā)射機(jī)的常規(guī)維護(hù)提供有效參數(shù)；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(dá)顯示控制的接口必須符合雷達(dá)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(jī)控制保護(hù)計(jì)算機(jī)接口設(shè)計(jì)，已經(jīng)預(yù)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(guò)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(jī)顯示控制界面程序通過(guò)OnInitialUpdate()函數(shù)的調(diào)用完成對(duì)硬件及軟件資源的初始化配置。包括顯示界面初始化、應(yīng)用程序狀態(tài)標(biāo)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(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(xiàng)目中。程序啟動(dòng)時(shí)，調(diào)用初始化程序OnInitialUpdate()加載圖片，再對(duì)顯示控制界面中各控鍵的字體進(jìn)行設(shè)置。程序如下：

　　2)故障狀態(tài)標(biāo)志及通信字初始化

　　對(duì)程序中需要的所有全局變量及狀態(tài)標(biāo)志進(jìn)行初始化，保證程序正常運(yùn)行。例如：
       

　　3)串行口及定時(shí)器初始化

　　發(fā)射機(jī)控制臺(tái)要完成對(duì)雷達(dá)顯示控制指令的響應(yīng)，還要完成對(duì)發(fā)射機(jī)的控制，因此需要開(kāi)啟3個(gè)串行口線程，線程的開(kāi)啟方法相同，在InitPort()函數(shù)設(shè)置端口號(hào)5，波特率為9 600 bit／s，數(shù)據(jù)位數(shù)為8位，無(wú)奇偶校驗(yàn)位，1位停止位。通過(guò)函數(shù)StartMonitoring()打開(kāi)線程。程序如下：

　　6抗干擾措施

　　由于控制臺(tái)顯示控制系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，因而抗干擾主要通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和接口設(shè)計(jì)來(lái)解決。

　　1)系統(tǒng)接地

　　新型發(fā)射機(jī)的高可靠性是基于發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)，如采用一體化全焊接密封機(jī)柜，全機(jī)一點(diǎn)接地。新設(shè)計(jì)的控制臺(tái)顯示控制系統(tǒng)應(yīng)采用與發(fā)射機(jī)一致的一體化全焊接密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，信號(hào)地、屏蔽地和安全地匯成一點(diǎn)后與發(fā)射機(jī)總地連接。

　　2)接口技術(shù)

　　控制臺(tái)顯示控制系統(tǒng)獨(dú)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(hào)傳輸采用標(biāo)準(zhǔn)串行口，包括與發(fā)射機(jī)的通信和與雷達(dá)顯示控制的接口，滿足原系統(tǒng)接口協(xié)議。

　　7結(jié)束語(yǔ)

　　新型發(fā)射機(jī)控制臺(tái)顯示控制技術(shù)的研究，是基于發(fā)射機(jī)的高可靠性和控制保護(hù)的可擴(kuò)展性的基礎(chǔ)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(xiàn)控制臺(tái)顯示控制的基礎(chǔ)，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(yīng)用于多部雷達(dá)發(fā)射機(jī)，但要在本車載式雷達(dá)發(fā)射機(jī)上實(shí)現(xiàn)控制臺(tái)顯示控制的工程化，還有待系統(tǒng)的調(diào)試和完善。