一種多探頭陣列微波成像系統(tǒng)及開關(guān)控制方法
【專利摘要】針對(duì)常規(guī)開關(guān)控制軟件編碼實(shí)現(xiàn)方法中存在著操作系統(tǒng)延時(shí)、總線通信延時(shí)、軟件中斷延時(shí)等多種延遲時(shí)間，進(jìn)而造成測(cè)量速度慢、測(cè)試效率低的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出一種利用系統(tǒng)主機(jī)觸發(fā)脈沖信號(hào)的多探頭陣列微波成像系統(tǒng)與開關(guān)控制方法，包括：主控計(jì)算機(jī)、微波信號(hào)收發(fā)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備、開關(guān)陣列、多探頭天線收發(fā)陣列、開關(guān)控制模塊，除啟動(dòng)命令外，整個(gè)控制過(guò)程均由硬件觸發(fā)脈沖作用實(shí)現(xiàn)，不存在軟件干預(yù)，大大提高實(shí)時(shí)性與穩(wěn)定性；硬件脈沖信號(hào)的使用，有效避免了軟件編碼控制過(guò)程中的操作系統(tǒng)延時(shí)、總線通信延時(shí)、軟件中斷延時(shí)等多種延遲時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)控制流程中的最小延遲控制。
【專利說(shuō)明】一種多探頭陣列微波成像系統(tǒng)及開關(guān)控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微波領(lǐng)域，特別涉及一種多探頭陣列微波成像系統(tǒng)，還涉及一種多探頭陣列微波成像系統(tǒng)的開關(guān)控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]多探頭天線陣列微波成像系統(tǒng)，不需要被測(cè)目標(biāo)與測(cè)試設(shè)備的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，具有測(cè)試速度快、操作方便、設(shè)備組成簡(jiǎn)潔等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為微波成像領(lǐng)域，特別是實(shí)時(shí)成像領(lǐng)域的研宄與發(fā)展重點(diǎn)。多探頭陣列微波成像系統(tǒng)利用按照一定規(guī)則布置的多探頭陣列，結(jié)合高速電子開關(guān)進(jìn)行收發(fā)探頭天線的切換來(lái)實(shí)現(xiàn)空間分辨率。如何協(xié)調(diào)控制開關(guān)切換與主機(jī)數(shù)據(jù)采集時(shí)序，不僅關(guān)系到數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確度，還直接影響數(shù)據(jù)采集速度，進(jìn)而影響成像測(cè)試效率。
[0003]目前常規(guī)多探頭陣列微波成像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理如圖1所示，主要由主控計(jì)算機(jī)、微波信號(hào)收發(fā)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備、開關(guān)陣列、多探頭天線收發(fā)陣列、開關(guān)控制處理模塊等部分組成。系統(tǒng)利用按照一定規(guī)則布置的多探頭陣列，結(jié)合高速電子開關(guān)進(jìn)行收發(fā)探頭天線的切換來(lái)實(shí)現(xiàn)空間采樣等效，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)械掃描系統(tǒng)的高空間成像分辨率?，F(xiàn)有技術(shù)是利用主控計(jì)算機(jī)完成數(shù)據(jù)采集與開關(guān)切換的軟件同步與控制。原理為:主控計(jì)算機(jī)將開關(guān)控制命令通過(guò)通用接口(LAN/GPIB/串口 /并口)發(fā)送，開關(guān)控制處理模塊接收該命令并經(jīng)格式與電平轉(zhuǎn)換處理，變換成開關(guān)陣列可以接收的數(shù)據(jù)形式，完成開關(guān)陣列切換控制。主控程序設(shè)定固定延遲，等待并確保開關(guān)切換到位，主控計(jì)算機(jī)控制微波設(shè)備完成該收發(fā)天線組合下的數(shù)據(jù)采集，依次控制開關(guān)切換與數(shù)據(jù)采集，最終完成全部天線組合的數(shù)據(jù)采集，最后利用軟件完成成像處理。
[0004]如圖1所示的開關(guān)控制方法是通過(guò)軟件編碼控制實(shí)現(xiàn)，控制流程如圖2所示，由于控制流程為單向，沒有反饋信號(hào)的參與，無(wú)法實(shí)現(xiàn)開關(guān)切換與數(shù)據(jù)采集完成的識(shí)別，只能通過(guò)軟件設(shè)定固定延遲的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)，為了保證數(shù)據(jù)采集的正確性，該延遲時(shí)間設(shè)定值通常比實(shí)際數(shù)據(jù)采集時(shí)間大很多，最終造成每?jī)山M開關(guān)切換控制命令間的延遲時(shí)間很長(zhǎng)，總的測(cè)試時(shí)間耗費(fèi)較大，測(cè)試效率低，不利于實(shí)時(shí)成像。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)常規(guī)開關(guān)控制軟件編碼實(shí)現(xiàn)方法中存在著操作系統(tǒng)延時(shí)、總線通信延時(shí)、軟件中斷延時(shí)等多種延遲時(shí)間，進(jìn)而造成測(cè)量速度慢、測(cè)試效率低的缺點(diǎn)，提出一種利用系統(tǒng)主機(jī)觸發(fā)脈沖信號(hào)的多探頭陣列微波成像系統(tǒng)與開關(guān)控制方法，在保證采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)最小延遲等待時(shí)間，達(dá)到提高數(shù)據(jù)采集速度與成像測(cè)試效率的目的。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種多探頭陣列微波成像系統(tǒng)，包括:主控計(jì)算機(jī)、微波信號(hào)收發(fā)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備、開關(guān)陣列、多探頭天線收發(fā)陣列、開關(guān)控制模塊；
[0008]系統(tǒng)開機(jī)上電后，主控計(jì)算機(jī)的主控軟件對(duì)微波信號(hào)收發(fā)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備主機(jī)進(jìn)行初始化操作，微波信號(hào)收發(fā)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備主機(jī)等待外部觸發(fā)脈沖信號(hào)；
[0009]主控軟件啟動(dòng)測(cè)試命令經(jīng)串口發(fā)送到開關(guān)控制模塊，開關(guān)控制模塊的串口數(shù)據(jù)譯碼器對(duì)所述命令譯碼，產(chǎn)生觸發(fā)啟動(dòng)脈沖發(fā)生器內(nèi)部程序，啟動(dòng)脈沖發(fā)生器輸出的脈沖信號(hào)首先作為復(fù)位信號(hào)，強(qiáng)制清零脈沖計(jì)數(shù)器并復(fù)位開關(guān)控制編碼發(fā)生器，使開關(guān)控制編碼發(fā)生器產(chǎn)生開關(guān)組合I切換所需的并行控制數(shù)據(jù)；隨后，所述脈沖信號(hào)經(jīng)TRG OUTl接口送微波信號(hào)收發(fā)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備主機(jī)TRG IN接口，主機(jī)啟動(dòng)測(cè)試，完成開關(guān)組合I對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的采集，并產(chǎn)生數(shù)據(jù)采集完成脈沖信號(hào)經(jīng)TRG OUT接口送入開關(guān)控制模塊TRG INl接口，開關(guān)控制模塊依據(jù)該脈沖信號(hào)進(jìn)行兩項(xiàng)操作，一是脈沖計(jì)數(shù)，并產(chǎn)生同步開關(guān)控制數(shù)據(jù)，控制開關(guān)切換到下一開關(guān)組合，二是將該脈沖信號(hào)整形處理后轉(zhuǎn)發(fā)至模塊TRG OUTl接口，觸發(fā)主機(jī)開始該開關(guān)組合對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的采集，主機(jī)完成該開關(guān)組合對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的采集后發(fā)出觸發(fā)脈沖信號(hào)，在系列脈沖信號(hào)作用下，系統(tǒng)完成設(shè)置開關(guān)組合數(shù)的數(shù)據(jù)采集。
[0010]可選地，所述開關(guān)控制模塊包括:
[0011]串口數(shù)據(jù)譯碼器，完成微波信號(hào)收發(fā)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備主機(jī)發(fā)送測(cè)試啟動(dòng)命令的串并轉(zhuǎn)換；
[0012]啟動(dòng)脈沖發(fā)生器將主機(jī)啟動(dòng)命令轉(zhuǎn)換為啟動(dòng)脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)首先作為使能信號(hào)，用于脈沖計(jì)數(shù)器的復(fù)位清零與開關(guān)控制編碼發(fā)生器的初始數(shù)據(jù)復(fù)位；隨后，該脈沖信號(hào)經(jīng)TRG OUTl接口送微波信號(hào)收發(fā)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備主機(jī)TRG IN接口，主機(jī)啟動(dòng)測(cè)試；
[0013]脈沖計(jì)數(shù)器為累加計(jì)數(shù)器，用于對(duì)系統(tǒng)主機(jī)產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)值等于系統(tǒng)成像所需的所有天線組合總數(shù)時(shí)，計(jì)數(shù)器清零；
[0014]開關(guān)控制編碼發(fā)生器產(chǎn)生開關(guān)陣列控制并行碼，其內(nèi)部依據(jù)設(shè)置好的開關(guān)組合控制碼編寫控制碼矩陣，依據(jù)上一級(jí)脈沖計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值輸出對(duì)應(yīng)控制碼；
[0015]脈沖合成器將啟動(dòng)脈沖發(fā)生器產(chǎn)生脈沖與TRG INl接口接收系統(tǒng)主機(jī)觸發(fā)輸出脈沖合并成一路脈沖串輸出，該脈沖串用于觸發(fā)主機(jī)開始不同開關(guān)通道數(shù)據(jù)的采集，該脈沖串需要經(jīng)過(guò)脈沖整形電路處理后，再經(jīng)TRG OUTl接口輸出到主機(jī)TRG IN接口。
[0016]可選地，所述串口數(shù)據(jù)譯碼器、啟動(dòng)脈沖發(fā)生器、脈沖計(jì)數(shù)器、開關(guān)控制譯碼發(fā)生器和脈沖合成器通過(guò)可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)，脈沖整形電路為外部電路。
[0017]可選地，所述微波信號(hào)收發(fā)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備主機(jī)工作于單次掃描模式，掃描點(diǎn)數(shù)為一次成像測(cè)試所需的全部收發(fā)天線組合對(duì)應(yīng)開關(guān)陣列組合的總數(shù)，當(dāng)完成全部開關(guān)組合對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)采集后，主機(jī)停止工作，主控軟件存儲(chǔ)采集的數(shù)據(jù)并進(jìn)行成像處理，一次成像測(cè)試結(jié)束。
[0018]基于上述系統(tǒng)，本發(fā)明還提供了一種多探頭陣列微波成像系統(tǒng)開關(guān)控制方法，包括以下步驟:
[0019]首先，系統(tǒng)開機(jī)上電完成初始化操作；
[0020]下一步，啟動(dòng)測(cè)試命令；
[0021]下一步，對(duì)命令譯碼并復(fù)位開關(guān)控制模塊；
[0022]下一步，控制開關(guān)切換到開關(guān)組合I ;
[0023]下一步，觸發(fā)脈沖啟動(dòng)主機(jī)采集開關(guān)組合I對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)；
[0024]下一步，開關(guān)組合I數(shù)據(jù)采集完成，主機(jī)觸發(fā)脈沖輸出；
[0025]下一步，控制開關(guān)切換到下一組合；
[0026]下一步，觸發(fā)脈沖啟動(dòng)主機(jī)采集該開關(guān)組合對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)；
[0027]下一步，該開關(guān)組合數(shù)據(jù)采集完成，主機(jī)觸發(fā)脈沖輸出；
[0028]接下來(lái)，判斷全部開關(guān)組合數(shù)據(jù)是否采集完畢，如果未采集完畢，控制開關(guān)切換到下一組合；
[0029]如果采集完畢，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理，一次成像測(cè)試結(jié)束。
[0030]可選地，系統(tǒng)開機(jī)上電后，主控計(jì)算機(jī)上的主控軟件完成微波信號(hào)收發(fā)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備主機(jī)的初始化操作，此時(shí)微波信號(hào)收發(fā)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備主機(jī)等待外部觸發(fā)脈沖信號(hào);
[0031]主控軟件啟動(dòng)測(cè)試命令經(jīng)串口發(fā)送到開關(guān)控制模塊，開關(guān)控制模塊的串口數(shù)據(jù)譯碼器對(duì)命令譯碼產(chǎn)生觸發(fā)啟動(dòng)脈沖發(fā)生器內(nèi)部程序，該脈沖信號(hào)首先作為復(fù)位信號(hào)，強(qiáng)制清零脈沖計(jì)數(shù)器并復(fù)位開關(guān)控制編碼發(fā)生器，使開關(guān)控制編碼發(fā)生器產(chǎn)生開關(guān)組合切換所需的并行控制數(shù)據(jù)；隨后，該脈沖信號(hào)經(jīng)TRG OUTl接口送主機(jī)TRG IN接口，主機(jī)啟動(dòng)測(cè)試，完成開關(guān)組合I對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的采集，并產(chǎn)生數(shù)據(jù)采集完成脈沖信號(hào)經(jīng)TRG OUT接口送入開關(guān)控制模塊TRG INl接口，開關(guān)控制模塊依據(jù)該脈沖信號(hào)進(jìn)行兩項(xiàng)操作，一是脈沖計(jì)數(shù)，并產(chǎn)生同步開關(guān)控制數(shù)據(jù)，控制開關(guān)切換到下一開關(guān)組合，二是將該脈沖信號(hào)整形處理后轉(zhuǎn)發(fā)至開關(guān)控制模塊TRG OUTl接口，觸發(fā)主機(jī)開始下一開關(guān)組合對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的采集，主機(jī)完成該開關(guān)組合對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的采集后，發(fā)出觸發(fā)脈沖信號(hào)；
[0032]當(dāng)完成全部開關(guān)組合對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)采集后，主機(jī)停止工作，主控軟件存儲(chǔ)采集的數(shù)據(jù)并進(jìn)行成像處理，一次成像測(cè)試結(jié)束。
[0033]可選地，所述初始化操作包括:
[0034]設(shè)置主機(jī)工作于點(diǎn)頻、外觸發(fā)、單次掃描模式，掃描點(diǎn)數(shù)為一次成像測(cè)試所需的全部收發(fā)天線組合對(duì)應(yīng)開關(guān)陣列組合的總數(shù)。
[0035]可選地，所述串口數(shù)據(jù)譯碼器、啟動(dòng)脈沖發(fā)生器、脈沖計(jì)數(shù)器、開關(guān)控制譯碼發(fā)生器和脈沖合成器通過(guò)可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)，脈沖整形電路為外部電路。
[0036]本發(fā)明的有益效果是:
[0037](I)軟件干預(yù)少:除啟動(dòng)命令外，整個(gè)控制過(guò)程均由硬件觸發(fā)脈沖作用實(shí)現(xiàn)，不存在軟件干預(yù)，大大提高實(shí)時(shí)性與穩(wěn)定性；
[0038](2)控制延遲小:硬件脈沖信號(hào)的使用，有效避免了軟件編碼控制過(guò)程中的操作系統(tǒng)延時(shí)、總線通信延時(shí)、軟件中斷延時(shí)等多種延遲時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)控制流程中的最小延遲控制；
[0039](3)成像測(cè)試效率高:本發(fā)明開關(guān)控制方法實(shí)現(xiàn)了測(cè)試流程中控制延遲的最小化，大大縮短了總測(cè)試時(shí)間，提高了成像測(cè)試效率。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0040]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0041]圖1為現(xiàn)有開關(guān)控制技術(shù)的多探頭陣列微波成像系統(tǒng)控制框圖；
[0042]圖2為現(xiàn)有的采用軟件編碼的開關(guān)控制流程圖；
[0043]圖3a為本發(fā)明的利用觸發(fā)脈沖控制開關(guān)的多探頭陣列微波成像系統(tǒng)原理圖；
[0044]圖3b為本發(fā)明的開關(guān)控制模塊原理框圖；
[0045]圖4為本發(fā)明的開關(guān)控制方法流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0046]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0047]本發(fā)明公開了一種多探頭陣列微波成像系統(tǒng)，如圖3a所示，包括主控計(jì)算機(jī)1、微波信號(hào)收發(fā)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備3、開關(guān)陣列4、多探頭天線收發(fā)陣列5、開關(guān)控制模塊2等部分，微波信號(hào)收發(fā)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備3具備數(shù)據(jù)采集觸發(fā)脈沖輸入輸出功能(例如矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀與AV3655系列RCS測(cè)試儀等設(shè)備均具備上述功能)，開關(guān)控制模塊通過(guò)圖3b所示的電路實(shí)現(xiàn)。
[0048]開關(guān)控制模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3b所示，串口數(shù)據(jù)譯碼器201完成微波信號(hào)收發(fā)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備3主機(jī)發(fā)送測(cè)試啟動(dòng)命令的串并轉(zhuǎn)換，啟動(dòng)脈沖發(fā)生器202將主機(jī)啟動(dòng)命令轉(zhuǎn)換為啟動(dòng)脈沖信號(hào)，該信號(hào)首先作為使能信號(hào)，用于脈沖計(jì)數(shù)器203的復(fù)位清零與開關(guān)控制編碼發(fā)生器204的初始數(shù)據(jù)復(fù)位。脈沖計(jì)數(shù)器203為累加計(jì)數(shù)器，用于對(duì)主機(jī)產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)值等于系統(tǒng)成像所需的所有天線組合總數(shù)時(shí)(該數(shù)值在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)確定)，計(jì)數(shù)器清零。開關(guān)控制編碼發(fā)生器204產(chǎn)生開關(guān)陣列控制并行碼，其內(nèi)部依據(jù)設(shè)置好的開關(guān)組合控制碼編寫控制碼矩陣，依據(jù)上一級(jí)脈沖計(jì)數(shù)器203計(jì)數(shù)值輸出對(duì)應(yīng)控制碼。脈沖合成器205將啟動(dòng)脈沖發(fā)生器202產(chǎn)生脈沖與TRG INl接口接收系統(tǒng)主機(jī)觸發(fā)輸出脈沖合并成一路脈沖串輸出，該脈沖串用于觸發(fā)主機(jī)開始不同開關(guān)通道數(shù)據(jù)的采集，該脈沖串需要經(jīng)過(guò)脈沖整形電路206處理后，再經(jīng)TRG OUTl接口輸出到主機(jī)TRG IN接
□ O
[0049]優(yōu)選地，開關(guān)控制模塊核心部分利用可編程邏輯器件(例如CPLD或FPGA)實(shí)現(xiàn)，即串口數(shù)據(jù)譯碼器201、啟動(dòng)脈沖發(fā)生器202、脈沖計(jì)數(shù)器203、開關(guān)控制譯碼發(fā)生器204和脈沖合成器205通過(guò)可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)，脈沖整形電路206為外部電路。
[0050]下面結(jié)合圖3和圖4對(duì)本發(fā)明的多探頭陣列微波成像系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0051]系統(tǒng)開機(jī)上電后，主控計(jì)算機(jī)I上的主控軟件通過(guò)LAN/GPIB等總線完成微波信號(hào)收發(fā)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備3主機(jī)的初始化工作，例如:設(shè)置主機(jī)工作于點(diǎn)頻、外觸發(fā)、單次掃描模式，掃描點(diǎn)數(shù)為一次成像測(cè)試所需的全部收發(fā)天線陣列5組合對(duì)應(yīng)開關(guān)陣列4組合的總數(shù)，此時(shí)微波信號(hào)收發(fā)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備3主機(jī)等待外部觸發(fā)脈沖信號(hào)。
[0052]主控軟件啟動(dòng)測(cè)試命令經(jīng)串口發(fā)送到開關(guān)控制模塊2，開關(guān)控制模塊2接收命令，串口數(shù)據(jù)譯碼器201對(duì)命令譯碼產(chǎn)生觸發(fā)啟動(dòng)脈沖發(fā)生器202內(nèi)部程序，該脈沖信號(hào)首先作為復(fù)位信號(hào)，強(qiáng)制清零脈沖計(jì)數(shù)器203并復(fù)位開關(guān)控制編碼發(fā)生器204，使開關(guān)控制編碼發(fā)生器產(chǎn)生開關(guān)組合I切換所需的并行控制數(shù)據(jù)。隨后，該脈沖信號(hào)經(jīng)TRG OUTl接口送主機(jī)TRG IN接口，主機(jī)啟動(dòng)測(cè)試，完成開關(guān)組合I對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的采集，并產(chǎn)生數(shù)據(jù)采集完成脈沖信號(hào)經(jīng)TRG OUT接口送入開關(guān)控制模塊TRG INl接口，開關(guān)控制模塊依據(jù)該脈沖信號(hào)進(jìn)行兩項(xiàng)操作，一是脈沖計(jì)數(shù)，并產(chǎn)生同步開關(guān)控制數(shù)據(jù)，控制開關(guān)切換到開關(guān)組合2，二是將該脈沖信號(hào)整形處理后轉(zhuǎn)發(fā)至模塊TRG OUTl接口，觸發(fā)主機(jī)開始開關(guān)組合2對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的采集，主機(jī)完成開關(guān)組合2對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的采集后，發(fā)出觸發(fā)脈沖信號(hào)，在系列脈沖信號(hào)作用下，系統(tǒng)在不需要外部程序介入的情況下，自動(dòng)完成設(shè)置開關(guān)組合數(shù)的數(shù)據(jù)采集。如果主機(jī)工作于單次掃描模式，當(dāng)完成全部開關(guān)組合對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)采集后，主機(jī)停止工作，主控軟件存儲(chǔ)采集的數(shù)據(jù)并進(jìn)行成像處理，一次成像測(cè)試結(jié)束；如果要進(jìn)行下一次成像測(cè)試，重新進(jìn)行上述控制流程即可。
[0053]本發(fā)明利用硬件自身觸發(fā)脈沖實(shí)現(xiàn)開關(guān)的切換控制，控制過(guò)程中避免了常規(guī)開關(guān)控制軟件編碼實(shí)現(xiàn)方法中的操作系統(tǒng)延時(shí)、總線通信延時(shí)、軟件中斷延時(shí)等多種延遲時(shí)間，具有更快的測(cè)試速度與測(cè)試效率，在開關(guān)矩陣多探頭陣列成像領(lǐng)域具有很好的推廣和使用價(jià)值。
[0054]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多探頭陣列微波成像系統(tǒng)，其特征在于，包括:主控計(jì)算機(jī)、微波信號(hào)收發(fā)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備、開關(guān)陣列、多探頭天線收發(fā)陣列、開關(guān)控制模塊； 系統(tǒng)開機(jī)上電后，主控計(jì)算機(jī)的主控軟件對(duì)微波信號(hào)收發(fā)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備主機(jī)進(jìn)行初始化操作，微波信號(hào)收發(fā)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備主機(jī)等待外部觸發(fā)脈沖信號(hào)； 主控軟件啟動(dòng)測(cè)試命令經(jīng)串口發(fā)送到開關(guān)控制模塊，開關(guān)控制模塊的串口數(shù)據(jù)譯碼器對(duì)所述命令譯碼，產(chǎn)生觸發(fā)啟動(dòng)脈沖發(fā)生器內(nèi)部程序，啟動(dòng)脈沖發(fā)生器輸出的脈沖信號(hào)首先作為復(fù)位信號(hào)，強(qiáng)制清零脈沖計(jì)數(shù)器并復(fù)位開關(guān)控制編碼發(fā)生器，使開關(guān)控制編碼發(fā)生器產(chǎn)生開關(guān)組合I切換所需的并行控制數(shù)據(jù)；隨后，所述脈沖信號(hào)經(jīng)TRG OUTl接口送微波信號(hào)收發(fā)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備主機(jī)TRG IN接口，主機(jī)啟動(dòng)測(cè)試，完成開關(guān)組合I對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的采集，并產(chǎn)生數(shù)據(jù)采集完成脈沖信號(hào)經(jīng)TRG OUT接口送入開關(guān)控制模塊TRG INl接口，開關(guān)控制模塊依據(jù)該脈沖信號(hào)進(jìn)行兩項(xiàng)操作，一是脈沖計(jì)數(shù)，并產(chǎn)生同步開關(guān)控制數(shù)據(jù)，控制開關(guān)切換到下一開關(guān)組合，二是將該脈沖信號(hào)整形處理后轉(zhuǎn)發(fā)至模塊TRG OUTl接口，觸發(fā)主機(jī)開始該開關(guān)組合對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的采集，主機(jī)完成該開關(guān)組合對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的采集后發(fā)出觸發(fā)脈沖信號(hào)，在系列脈沖信號(hào)作用下，系統(tǒng)完成設(shè)置開關(guān)組合數(shù)的數(shù)據(jù)采集。
2.如權(quán)利要求1所述的多探頭陣列微波成像系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)控制模塊包括: 串口數(shù)據(jù)譯碼器，完成微波信號(hào)收發(fā)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備主機(jī)發(fā)送測(cè)試啟動(dòng)命令的串并轉(zhuǎn)換； 啟動(dòng)脈沖發(fā)生器將主機(jī)啟動(dòng)命令轉(zhuǎn)換為啟動(dòng)脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)首先作為使能信號(hào)，用于脈沖計(jì)數(shù)器的復(fù)位清零與開關(guān)控制編碼發(fā)生器的初始數(shù)據(jù)復(fù)位；隨后，該脈沖信號(hào)經(jīng)TRG OUTl接口送微波信號(hào)收發(fā)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備主機(jī)TRG IN接口，主機(jī)啟動(dòng)測(cè)試； 脈沖計(jì)數(shù)器為累加計(jì)數(shù)器，用于對(duì)系統(tǒng)主機(jī)產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)值等于系統(tǒng)成像所需的所有天線組合總數(shù)時(shí)，計(jì)數(shù)器清零； 開關(guān)控制編碼發(fā)生器產(chǎn)生開關(guān)陣列控制并行碼，其內(nèi)部依據(jù)設(shè)置好的開關(guān)組合控制碼編寫控制碼矩陣，依據(jù)上一級(jí)脈沖計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值輸出對(duì)應(yīng)控制碼； 脈沖合成器將啟動(dòng)脈沖發(fā)生器產(chǎn)生脈沖與TRG INl接口接收系統(tǒng)主機(jī)觸發(fā)輸出脈沖合并成一路脈沖串輸出，該脈沖串用于觸發(fā)主機(jī)開始不同開關(guān)通道數(shù)據(jù)的采集，該脈沖串需要經(jīng)過(guò)脈沖整形電路處理后，再經(jīng)TRG OUTl接口輸出到主機(jī)TRG IN接口。
3.如權(quán)利要求2所述的多探頭陣列微波成像系統(tǒng)，其特征在于，所述串口數(shù)據(jù)譯碼器、啟動(dòng)脈沖發(fā)生器、脈沖計(jì)數(shù)器、開關(guān)控制譯碼發(fā)生器和脈沖合成器通過(guò)可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)，脈沖整形電路為外部電路。
4.如權(quán)利要求1所述的多探頭陣列微波成像系統(tǒng)，其特征在于，所述微波信號(hào)收發(fā)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備主機(jī)工作于單次掃描模式，掃描點(diǎn)數(shù)為一次成像測(cè)試所需的全部收發(fā)天線組合對(duì)應(yīng)開關(guān)陣列組合的總數(shù)，當(dāng)完成全部開關(guān)組合對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)采集后，主機(jī)停止工作，主控軟件存儲(chǔ)采集的數(shù)據(jù)并進(jìn)行成像處理，一次成像測(cè)試結(jié)束。
5.一種多探頭陣列微波成像系統(tǒng)開關(guān)控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 首先，系統(tǒng)開機(jī)上電完成初始化操作； 下一步，啟動(dòng)測(cè)試命令； 下一步，對(duì)命令譯碼并復(fù)位開關(guān)控制模塊； 下一步，控制開關(guān)切換到開關(guān)組合I; 下一步，觸發(fā)脈沖啟動(dòng)主機(jī)采集開關(guān)組合I對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)； 下一步，開關(guān)組合I數(shù)據(jù)采集完成，主機(jī)觸發(fā)脈沖輸出； 下一步，控制開關(guān)切換到下一組合； 下一步，觸發(fā)脈沖啟動(dòng)主機(jī)采集該開關(guān)組合對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)； 下一步，該開關(guān)組合數(shù)據(jù)采集完成，主機(jī)觸發(fā)脈沖輸出； 接下來(lái)，判斷全部開關(guān)組合數(shù)據(jù)是否采集完畢，如果未采集完畢，控制開關(guān)切換到下一組合； 如果采集完畢，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理，一次成像測(cè)試結(jié)束。
6.如權(quán)利要求5所述的一種多探頭陣列微波成像系統(tǒng)開關(guān)控制方法，其特征在于， 系統(tǒng)開機(jī)上電后，主控計(jì)算機(jī)上的主控軟件完成微波信號(hào)收發(fā)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備主機(jī)的初始化操作，此時(shí)微波信號(hào)收發(fā)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備主機(jī)等待外部觸發(fā)脈沖信號(hào)； 主控軟件啟動(dòng)測(cè)試命令經(jīng)串口發(fā)送到開關(guān)控制模塊，開關(guān)控制模塊的串口數(shù)據(jù)譯碼器對(duì)其譯碼產(chǎn)生觸發(fā)啟動(dòng)脈沖發(fā)生器內(nèi)部程序，啟動(dòng)脈沖發(fā)生器輸出的脈沖信號(hào)首先作為復(fù)位信號(hào)，強(qiáng)制清零脈沖計(jì)數(shù)器并復(fù)位開關(guān)控制編碼發(fā)生器，使開關(guān)控制編碼發(fā)生器產(chǎn)生開關(guān)組合切換所需的并行控制數(shù)據(jù)；隨后，該脈沖信號(hào)經(jīng)TRG OUTl接口送主機(jī)TRG IN接口，主機(jī)啟動(dòng)測(cè)試，完成開關(guān)組合I對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的采集，并產(chǎn)生數(shù)據(jù)采集完成脈沖信號(hào)經(jīng)TRG OUT接口送入開關(guān)控制模塊TRG INl接口，開關(guān)控制模塊依據(jù)該脈沖信號(hào)進(jìn)行兩項(xiàng)操作，一是脈沖計(jì)數(shù)，并產(chǎn)生同步開關(guān)控制數(shù)據(jù)，控制開關(guān)切換到下一開關(guān)組合，二是將該脈沖信號(hào)整形處理后轉(zhuǎn)發(fā)至開關(guān)控制模塊TRG OUTl接口，觸發(fā)主機(jī)開始下一開關(guān)組合對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的采集，主機(jī)完成該開關(guān)組合對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的采集后，發(fā)出觸發(fā)脈沖信號(hào)； 當(dāng)完成全部開關(guān)組合對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)采集后，主機(jī)停止工作，主控軟件存儲(chǔ)采集的數(shù)據(jù)并進(jìn)行成像處理，一次成像測(cè)試結(jié)束。
7.如權(quán)利要求5或6所述的一種多探頭陣列微波成像系統(tǒng)開關(guān)控制方法，其特征在于，所述初始化操作包括: 設(shè)置主機(jī)工作于點(diǎn)頻、外觸發(fā)、單次掃描模式，掃描點(diǎn)數(shù)為一次成像測(cè)試所需的全部收發(fā)天線組合對(duì)應(yīng)開關(guān)陣列組合的總數(shù)。
8.如權(quán)利要求5所述的一種多探頭陣列微波成像系統(tǒng)開關(guān)控制方法，其特征在于，所述串口數(shù)據(jù)譯碼器、啟動(dòng)脈沖發(fā)生器、脈沖計(jì)數(shù)器、開關(guān)控制譯碼發(fā)生器和脈沖合成器通過(guò)可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)，脈沖整形電路為外部電路。
【文檔編號(hào)】G01S13/89GK104459690SQ201410756344
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】常慶功, 王亞海, 胡大海, 唐敬雙, 杜劉革, 周楊 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所