應(yīng)用虛擬儀器對(duì)雷達(dá)信號(hào)系統(tǒng)模擬

　　3.1.3 脈沖發(fā)生器

　　脈沖發(fā)生器可以為雷達(dá)脈沖調(diào)制提供所需的觸發(fā)脈沖，并進(jìn)行脈沖重復(fù)頻率PRF 的設(shè)置。實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊之間的相參和同步。

　　上述系統(tǒng)中的關(guān)鍵模塊是任意波形發(fā)生器和矢量信號(hào)源。各大儀器產(chǎn)商都有相應(yīng)的產(chǎn)品。為了驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)，我們選用了安捷倫公司的任意波形發(fā)生器 N6030A[2]和矢量信號(hào)源E8267D[3]，并選用該公司的81110A脈沖發(fā)生器[4]作為脈沖源。其中81110A和E8267D通過(guò) GPIB總線(xiàn)與工控機(jī)連接，N6030A則通過(guò)PXI總線(xiàn)與工控機(jī)相連。工控機(jī)運(yùn)行虛擬儀器軟件，通過(guò)PXI總線(xiàn)與GPIB總線(xiàn)分別與各個(gè)儀器通信，實(shí)現(xiàn) 對(duì)儀器的遠(yuǎn)程控制。

　　3.2 虛擬儀器軟件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)軟件組成如圖3所示，采用模塊化的程序結(jié)構(gòu)，方便系統(tǒng)的升級(jí)和擴(kuò)充。儀器驅(qū)動(dòng)程序是儀器功能控制函數(shù)以及儀器參數(shù)變量的集合。儀器控制模塊是由程序定義的儀器驅(qū)動(dòng)程序的子集，它將構(gòu)建系統(tǒng)需要的儀器功能函數(shù)和參數(shù)從驅(qū)動(dòng)程序中提煉出來(lái)，以適合用戶(hù)的需求。

圖3. 系統(tǒng)軟件組成框圖

　　3.2.1 VEE圖形化開(kāi)發(fā)環(huán)境

　　虛擬儀器開(kāi)發(fā)環(huán)境包括常見(jiàn)的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)環(huán)境如：VC++，VB，MATLAB，以及專(zhuān)門(mén)針對(duì)測(cè)試測(cè)量應(yīng)用的圖形化開(kāi)發(fā)環(huán)境：NI LabVIEW， Agilent VEE等。

　　在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，選用Agilent VEE （Virtual Engineering Environment）開(kāi)發(fā)環(huán)境[5]。VEE采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)，適合于測(cè)試和測(cè)量領(lǐng)域的系統(tǒng)仿真與儀表備優(yōu)化控制等應(yīng)用。它的主要特點(diǎn)有： 對(duì)編程語(yǔ)言進(jìn)行了的圖形化處理，采用數(shù)據(jù)流程圖方式編寫(xiě)代碼，編程效率高。提供了豐富的儀器I/O驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)VXI、GPIB、PXI、串口等總線(xiàn)接口的 控制。提供了大量的函數(shù)庫(kù)，并可以與C /C++，MATLAB等進(jìn)行混合編程。

3.2.2 基于驅(qū)動(dòng)程序的儀器控制模塊設(shè)計(jì)

　　儀器驅(qū)動(dòng)程序是實(shí)現(xiàn)儀器功能的控制函數(shù)和參數(shù)的集合。它是軟件與儀器通信的橋梁。儀器都在出產(chǎn)時(shí)隨產(chǎn)品附帶了相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，而虛擬儀器軟件建立在儀 器驅(qū)動(dòng)程序之上[6]，通過(guò)接收用戶(hù)操作面板傳來(lái)的用戶(hù)設(shè)置參數(shù)，實(shí)現(xiàn)豐富的信號(hào)設(shè)置功能，完成自動(dòng)控制的任務(wù)。通過(guò)調(diào)用儀器驅(qū)動(dòng)程序的接口函數(shù) [7], [8], [9]可以設(shè)計(jì)出符合功能需求的系統(tǒng)。

　　圖4說(shuō)明了軟件的流程。軟件的功能包括儀器的尋址，儀器間的相參設(shè)置，重采樣時(shí)鐘設(shè)置，每一級(jí)輸出功率配置，觸發(fā)源的選擇，觸發(fā)脈沖PRF值的配置， 輸出信號(hào)中心頻率的配置，信號(hào)波形的建模，數(shù)據(jù)生成和存取，以及波形的輸出回放控制。其中波形回放控制部分是一個(gè)子進(jìn)程，其流程圖如圖5所示。它的功能是 通過(guò)調(diào)用任意波形發(fā)生器驅(qū)動(dòng)程序的函數(shù)，控制任意波形發(fā)生器的波形回放過(guò)程。兩個(gè)分支分別實(shí)現(xiàn)單一脈沖波形的輸出和脈沖波形序列的輸出。

圖4 虛擬儀器程序執(zhí)行流程圖