應(yīng)用虛擬儀器對雷達(dá)信號系統(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。實現(xiàn)各個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)生器和矢量信號源。各大儀器產(chǎn)商都有相應(yīng)的產(chǎn)品。為了驗證實現(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 GPIB總線與工控機(jī)連接，N6030A則通過PXI總線與工控機(jī)相連。工控機(jī)運行虛擬儀器軟件，通過PXI總線與GPIB總線分別與各個儀器通信，實現(xiàn) 對儀器的遠(yuǎn)程控制。

　　3.2 虛擬儀器軟件設(shè)計

　　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)的升級和擴(kuò)充。儀器驅(qū)動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)動程序中提煉出來，以適合用戶的需求。

圖3. 系統(tǒng)軟件組成框圖

　　3.2.1 VEE圖形化開發(fā)環(huán)境

　　虛擬儀器開發(fā)環(huán)境包括常見的應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境如：VC++，VB，MATLAB，以及專門針對測試測量應(yīng)用的圖形化開發(fā)環(huán)境：NI LabVIEW， Agilent VEE等。

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

3.2.2 基于驅(qū)動程序的儀器控制模塊設(shè)計

　　儀器驅(qū)動程序是實現(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)時隨產(chǎn)品附帶了相應(yīng)的驅(qū)動程序，而虛擬儀器軟件建立在儀 器驅(qū)動程序之上[6]，通過接收用戶操作面板傳來的用戶設(shè)置參數(shù)，實現(xiàn)豐富的信號設(shè)置功能，完成自動控制的任務(wù)。通過調(diào)用儀器驅(qū)動程序的接口函數(shù) [7], [8], [9]可以設(shè)計出符合功能需求的系統(tǒng)。

　　圖4說明了軟件的流程。軟件的功能包括儀器的尋址，儀器間的相參設(shè)置，重采樣時鐘設(shè)置，每一級輸出功率配置，觸發(fā)源的選擇，觸發(fā)脈沖PRF值的配置， 輸出信號中心頻率的配置，信號波形的建模，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子進(jìn)程，其流程圖如圖5所示。它的功能是 通過調(diào)用任意波形發(fā)生器驅(qū)動程序的函數(shù)，控制任意波形發(fā)生器的波形回放過程。兩個分支分別實現(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