本發(fā)明涉及雷達測試技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種雷達微變測試工裝及其控制方法。

背景技術(shù)：

雷達是利用電磁波探測目標的電子設(shè)備，雷達發(fā)射電磁波對目標進行照射并接收其回波，由此獲得目標至電磁波發(fā)射點的距離、距離變化率(徑向速度)、方位、高度等信息。為了確保雷達裝備始終處于良好的工作狀態(tài)，需要在雷達裝備壽命周期的各個階段對雷達性能參數(shù)進行測試。

雷達反射器又名角反射器，是雷達測試中常用的一種輔助設(shè)備，由于角反射器的RCS(Radar Cross Section，雷達散射截面積)高于周圍物體，因此當雷達電磁波照射到角反射器時，會反射形成很強的回波信號，便于雷達搜尋測試目標，為雷達測試提供了便利?，F(xiàn)有的角反射器形狀主要有三角形角反射器、圓形角反射器、六邊形角反射器等。

在雷達測試中為了滿足相應(yīng)的需求，需要對角反射器的位置進行相應(yīng)調(diào)整，但是現(xiàn)有技術(shù)中的角反射器大都是固定式的，例如通過三腳架將角反射器固定在待測試位置，當需要對角反射器的位置進行調(diào)整時，只能通過操作人員手動搬動三腳架調(diào)整角反射器的位置。但是在雷達測試中對角反射器的調(diào)整通常是微量的，對角反射器的調(diào)整精度要求較高，而且通常需要在幾個位置之間往復調(diào)整，現(xiàn)有技術(shù)中通過操作人員手動調(diào)整角反射器的方式，使得角反射器的調(diào)整精度低，可重復性較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例中提供了一種雷達微變測試工裝及其控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中通過操作人員手動調(diào)整角反射器的方式，使得角反射器的調(diào)整精度低，可重復性較差的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例公開了如下技術(shù)方案：

一種雷達微變測試工裝，包括：上位機、控制器、驅(qū)動器、驅(qū)動電機、直線導軌和角反射器；所述上位機和所述控制器通信連接，所述上位機用于向所述控制器發(fā)送控制命令；所述控制器和所述驅(qū)動器電連接，所述控制器用于將所述控制命令轉(zhuǎn)化為脈沖信號，并將所述脈沖信號發(fā)送至所述驅(qū)動器；所述驅(qū)動器與所述驅(qū)動電機電連接，所述驅(qū)動器用于將所述控制器產(chǎn)生的脈沖信號轉(zhuǎn)換為所述驅(qū)動電機的角位移，并驅(qū)動所述驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動與所述角位移相匹配的角度；所述角反射器固定在所述直線導軌的滑塊上，當所述驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動時，所述驅(qū)動電機驅(qū)動所述滑塊沿所述直線導軌的延伸方向滑動，進而帶動所述角反射器移動相應(yīng)的位移。

優(yōu)選地，所述上位機設(shè)有第一無線通信模塊，所述控制器設(shè)有第二無線通信模塊，所述上位機和所述控制器通過第一無線通信模塊和第二無線通信模塊進行無線通信。

優(yōu)選地，所述驅(qū)動電機為步進電機，所述步進電機的步距角為1.8°、1.5°或0.72°。

優(yōu)選地，所述驅(qū)動器采用的細分數(shù)為2、4、8、16或32。

優(yōu)選地，所述直線導軌為滾珠直線導軌。

一種雷達微變測試工裝的控制方法，采用上述雷達微變測試工裝，所述方法包括：當所述上位機接收到用戶輸入的移動方向和移動距離數(shù)據(jù)D時，根據(jù)所述移動方向和移動距離數(shù)據(jù)D生成控制命令；所述上位機將所述控制命令發(fā)送至所述控制器，所述控制命令中包含所述移動方向和移動距離數(shù)據(jù)D；所述控制器根據(jù)所述移動距離數(shù)據(jù)D和所述驅(qū)動電機轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)帶動導軌運動的距離d，確定所述驅(qū)動電機需要轉(zhuǎn)動的角度α，其中，α＝D/d*360；所述控制器根據(jù)所述驅(qū)動電機需要轉(zhuǎn)動的角度α和所述驅(qū)動電機的步距角β，確定需要發(fā)送的脈沖信號的個數(shù)n1，其中，n1＝α/β；所述控制器向所述驅(qū)動器發(fā)送n1個脈沖信號，當接收到一個脈沖信號時，所述驅(qū)動器驅(qū)動所述驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動角度β，進而帶動角反射器移動相應(yīng)的位移。

優(yōu)選地，所述驅(qū)動器采用細分數(shù)k；所述控制器根據(jù)所述驅(qū)動電機需要轉(zhuǎn)動的角度α和所述驅(qū)動電機的步距角β，確定需要發(fā)送的脈沖信號的個數(shù)n1，被替換為：所述控制器根據(jù)所述驅(qū)動電機需要轉(zhuǎn)動的角度α、所述驅(qū)動電機的步距角β和所述細分數(shù)k，確定需要發(fā)送的脈沖信號的個數(shù)n2，其中，n2＝α/β*k；所述控制器向所述驅(qū)動器發(fā)送n1個脈沖信號，當接收到一個脈沖信號時，所述驅(qū)動器驅(qū)動所述驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動角度β，被替換為：所述控制器向所述驅(qū)動器發(fā)送n2個脈沖信號，當接收到一個脈沖信號時，所述驅(qū)動器驅(qū)動所述驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動角度β/k。

由以上技術(shù)方案可見，本發(fā)明實施例提供的雷達微變測試工裝及其控制方法加入電機控制直線導軌，通過控制器發(fā)送控制命令給驅(qū)動器，驅(qū)動器控制電機的轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)角反射器高精度移動的要求。另外，在上位機和控制器上還加入無線模塊，即可以進行遠距離的數(shù)據(jù)傳輸，從而實現(xiàn)遠程控制角反射器的目的。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種雷達微變測試工裝的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種直線導軌的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種雷達微變測試工裝的控制流程示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的一種上位機的軟件流程示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的一種控制器的軟件流程示意圖；

圖中的符號表示為：1-上位機，11-第一無線通信模塊，2-控制器，21-第二無線通信模塊，3-驅(qū)動器，4-驅(qū)動電機，5-直線導軌，51-滑塊，52-絲桿，6-角反射器，7-電源。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當屬于本發(fā)明保護的范圍。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種雷達微變測試工裝的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的一種雷達微變測試工裝，包括：上位機1、控制器2、驅(qū)動器3、驅(qū)動電機4、直線導軌5和角反射器6。

在本發(fā)明實施例中，為了實現(xiàn)上位機1和控制器2之間的信息交互，上位機1和控制器2通信連接，上位機1用于向所述控制器2發(fā)送控制命令并接收控制器2發(fā)送的反饋信息。容易理解的是，上位機1和控制器2既可以通過無線的方式進行通信連接，又可以通過有線的方式進行通信連接。其中，為了實現(xiàn)對角反射器6的遠程控制，在本發(fā)明一種優(yōu)選實施例中上位機1和控制器2通過無線的方式進行通信連接。具體為，上位機1設(shè)有第一無線通信模塊11，控制器2設(shè)有第二無線通信模塊21，上位機1和所述控制器2通過第一無線通信模塊11和第二無線通信模塊21進行無線通信。第一無線通信模塊11通過一個USB轉(zhuǎn)串口線和上位機1的USB口連接。其中，第一無線通信模塊11和第二無線通信模塊21實際上可等效為串口，也可作為串口使用。

控制器2可以為一塊ARM板，和第二無線通信模塊21以及驅(qū)動器3連接。其主要功能是通過串口獲取第二無線模塊接收到的數(shù)據(jù)(控制命令)、將控制命令轉(zhuǎn)化為脈沖信號，并通過GPIO(General Purpose Input Output，通用輸入/輸出)口發(fā)送脈沖信號給驅(qū)動器3。

驅(qū)動器3與所述驅(qū)動電機4電連接，驅(qū)動器3用于將接收到的脈沖信號轉(zhuǎn)換為角位移，當驅(qū)動器3接收到一個脈沖信號，就驅(qū)動步進電機按設(shè)定方向轉(zhuǎn)動一個固定角度。例如，步進電機的步距角為1.8°，當驅(qū)動器3接收到一個脈沖信號后，控制步進電機轉(zhuǎn)動1.8°，其中步距精度為5％。當然，步進電機的步距角并不限于此，例如當選擇二相步進電機時，步距角為1.8°，當選擇三相步進電機時，步距角為1.5°，當選擇五相步進電機時，步距角為0.72°。

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種直線導軌的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，該直線導軌5包括絲桿52和套設(shè)在絲桿52上的滑塊51，當驅(qū)動電機4轉(zhuǎn)動時帶動絲桿52轉(zhuǎn)動，進而帶動滑塊51在絲桿52的延伸方向轉(zhuǎn)動，通過控制驅(qū)動電機4的轉(zhuǎn)動方向可以控制滑塊51在絲桿52上的滑動方向。由于角反射器6固定在所述直線導軌5的滑塊51上，當滑塊在絲桿52上滑動時，可以帶動角反射器6同時滑動，實現(xiàn)對角反射器6位置的調(diào)整。為了提高直線導軌5的精度，該直線導軌5可以選擇滾珠直線導軌。

另外，為了提高角反射器6的位移精度可以通過驅(qū)動器3設(shè)置一定的細分數(shù)，例如，當細分數(shù)為16，步進電機的步距角為1.8°時，需要16個脈沖信號驅(qū)動步進電機轉(zhuǎn)動1.8°，進而提高角反射器6的控制精度。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要對驅(qū)動器3的細分數(shù)進行相應(yīng)設(shè)置，本發(fā)明對此不做限制，2、4、8、16或32，其均應(yīng)當落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

在本發(fā)明實施例中的電源7選擇鋰電池，通過鋰電池給驅(qū)動電機4和控制器2供電，當然也可以采用其它形式的電源7。

在上述裝置實施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明實施例還提供了一種雷達微變測試工裝的控制方法，圖3為本發(fā)明實施例提供的一種雷達微變測試工裝的控制流程示意圖，如圖3所示，該方法包括以下步驟。

步驟S101：當所述上位機1接收到用戶輸入的移動方向和移動距離數(shù)據(jù)D時，根據(jù)所述移動方向和移動距離數(shù)據(jù)D生成控制命令。

所述上位機1可以為個人電腦或平板，上位機1上配置有上位機軟件，上位機軟件上設(shè)有數(shù)據(jù)輸入窗口，用戶可以在數(shù)據(jù)輸入窗口內(nèi)輸入移動方向和移動距離數(shù)據(jù)D，上位機1根據(jù)接收到用戶輸入的移動方向和移動距離數(shù)據(jù)D生成控制命令，在下文中對上位機軟件的控制流程進行詳細說明。

步驟S102：所述上位機1將所述控制命令發(fā)送至所述控制器2，所述控制命令中包含所述移動方向和移動距離數(shù)據(jù)D。

在圖3所示的實施例中，上位機1通過串口將控制命令傳輸至第一無線通信模塊11，第一無線通信模塊11通過無線信道將控制命令發(fā)送至第二無線通信模塊21，第二無線通信模塊21將控制命令發(fā)送至控制器2，并接收控制器2發(fā)送的反饋信息；第二無線通信模塊21通過無線信道將反饋信息發(fā)送至第一無線通信模塊11，第一無線通信模塊11將反饋信息傳輸至上位機1，完成上位機1和控制器2的信息交互。

步驟S103：所述控制器2根據(jù)所述移動距離數(shù)據(jù)D和所述驅(qū)動電機4轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)帶動導軌運動的距離d，確定所述驅(qū)動電機4需要轉(zhuǎn)動的角度α，其中，α＝D/d*360。

假如驅(qū)動電機4轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)帶動導軌運動的距離d為10mm，上述用戶期望的移動距離數(shù)據(jù)D為20mm，則驅(qū)動電機4需要轉(zhuǎn)動的角度α＝D/d*360＝20/10*360＝720°。

步驟S104：所述控制器2根據(jù)所述驅(qū)動電機4需要轉(zhuǎn)動的角度α和所述驅(qū)動電機4的步距角β，確定需要發(fā)送的脈沖信號的個數(shù)n1，其中，n1＝α/β。

假如驅(qū)動電機4的步距角β為1.8°，則需要發(fā)送的脈沖信號的個數(shù)n1＝720/1.8＝400個。

步驟S105：所述控制器2向所述驅(qū)動器3發(fā)送n1個脈沖信號，當接收到一個脈沖信號時，所述驅(qū)動器3驅(qū)動所述驅(qū)動電機4轉(zhuǎn)動角度β，進而帶動角反射器6移動相應(yīng)的位移。

驅(qū)動器3在接收到一個脈沖信號時，驅(qū)動步進電機轉(zhuǎn)動1.8°，進而帶動角反射器6移動相應(yīng)的位移。

在上述實施例的基礎(chǔ)上，為了提高角反射器6的控制精度，可以為驅(qū)動器3設(shè)置一定的細分數(shù)k，當驅(qū)動器3設(shè)置細分數(shù)k時，上述步驟S400可以被替換為：所述控制器2根據(jù)所述驅(qū)動電機4需要轉(zhuǎn)動的角度α、所述驅(qū)動電機4的步距角β和所述細分數(shù)k，確定需要發(fā)送的脈沖信號的個數(shù)n2，其中，n2＝α/β*k。

當設(shè)置細分數(shù)k時，驅(qū)動器3在接收到k個脈沖信號后才會驅(qū)動步進電機轉(zhuǎn)動一個步距角。假如細分數(shù)k為16，需要轉(zhuǎn)動的角度α為720°，步距角β為1.8°，則需要發(fā)送的脈沖信號的個數(shù)n2＝α/β*k＝720/1.8*16＝6400。

上述步驟S500可以被替換為：所述控制器2向所述驅(qū)動器3發(fā)送n2個脈沖信號，當接收到一個脈沖信號時，所述驅(qū)動器3驅(qū)動所述驅(qū)動電機4轉(zhuǎn)動角度β/k。其中，當步距角β為1.8°，細分數(shù)k為16時，驅(qū)動器3接收到一個脈沖信號需要驅(qū)動步進電機轉(zhuǎn)動的角度β/k＝1.8/16＝0.1125°。采用該方式可以提高角反射器6的控制精度。

為了實現(xiàn)上述功能，在本發(fā)明實施例中需要為上位機和控制器配置相應(yīng)的軟件程序。圖4為本發(fā)明實施例提供的一種上位機的軟件流程示意圖，其主要包括以下步驟。

步驟S201：初始化窗口，檢測串口是否可用，可識別串口號為COM1-COM256。

步驟S202：如果存在可用串口，則準備發(fā)送命令；如果不存在可用串口，則等待或退出程序。其中，準備發(fā)送命令又包括配置串口、參數(shù)選擇和組裝命令幀。

參數(shù)選擇包括選擇需要發(fā)送命令的對應(yīng)串口，然后進行下一步選擇角反射器的控制參數(shù)，包括移動方向和移動距離等，該移動方向和移動距離數(shù)據(jù)可能是用戶在上位機上輸入的數(shù)據(jù)。

配置串口包括設(shè)置串口發(fā)送和接收緩沖長度為1024字節(jié)，波特率38400bps，無較驗位，1個停止位，8個數(shù)據(jù)位，配置好參數(shù)后打開串口。

組裝命令幀包括使用HDLC協(xié)議，數(shù)據(jù)格式如下：起始符+設(shè)備地址+長度+命令+參數(shù)+校驗字+結(jié)束符。

起始符/結(jié)束符：1字節(jié)，這里固定為0x7E，提供了每一幀的邊界，在接收端通過搜索字符0x7E來探知幀的開頭和結(jié)束，從而建立幀同步。

設(shè)備地址：1字節(jié)可選字段，用來規(guī)定與之通信的設(shè)備的地址。

長度：1字節(jié)，包括命令字段和參數(shù)字段的總長度。

命令：1字節(jié)可選控制字段，可表示命令的類型。

參數(shù)：命令所包含的所有信息，包括電機使能，方向控制，移動距離。

校驗字：1字節(jié)，設(shè)備地址、長度、命令、參數(shù)的字節(jié)數(shù)累積和。

轉(zhuǎn)義：為了保證數(shù)據(jù)和起始符/結(jié)束符不產(chǎn)生沖突，即起始符/結(jié)束符唯一標識幀的邊界，在開始符和結(jié)束符之間的所有字節(jié)，在發(fā)送時需要對0x7E和0x7D進行轉(zhuǎn)義處理，0x7E轉(zhuǎn)義為0x7D5E，0x7D轉(zhuǎn)義為0x7D5D，接收端接收時要考慮轉(zhuǎn)義。在本發(fā)明實施例構(gòu)建命令幀時，對可能和起始符/結(jié)束符產(chǎn)生沖突的數(shù)據(jù)按4位進行拆分后重新編碼，省去了轉(zhuǎn)義的過程。需要指出的是，上述命令幀的數(shù)據(jù)格式僅是本發(fā)明實施例中的一種示例性描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要對其進行相應(yīng)調(diào)整，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，其均應(yīng)當處于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

步驟S203：在步驟S102中準備發(fā)送命令完成后，則通過串口發(fā)送一幀數(shù)據(jù)，即發(fā)送命令。

步驟S204：如果命令發(fā)送成功，則等待接收反饋，即當串口接收緩沖區(qū)有數(shù)據(jù)到來時，接收數(shù)據(jù)并顯示，以此判斷命令是否被正確接收和執(zhí)行，并返回步驟S202，重新準備發(fā)送命令。如果命令發(fā)送不成功，則等待或退出程序，或者重新準備發(fā)送命令。

圖5為本發(fā)明實施例提供的一種控制器的軟件流程示意圖，如圖5所示，在控制器的程序開始后，需要首先進行硬件初始化，包括初始化GPIO口為輸出口，使能輸出口的時鐘，時鐘頻率50MHz；初始化串口，設(shè)置波特率38400bps，無校驗位，1個停止位，8個數(shù)據(jù)位，收發(fā)模式為接收和發(fā)送，使能串口并開啟中斷。

在硬件初始化完成后，即可開始任務(wù)處理循環(huán)，開始狀態(tài)，接收數(shù)據(jù)長度和校驗和初始化為0，程序循環(huán)等待接收數(shù)據(jù)長度不為0的時刻(即接收到一條控制命令)。

當串口有數(shù)據(jù)到來時觸發(fā)中斷，進入接收中斷函數(shù)，接收中斷函數(shù)每次接收一個字節(jié)數(shù)據(jù)。每次接收到一個字符，判斷是否為起始符/結(jié)束符，如果是，則根據(jù)校驗和判斷是否到達幀尾。如果是幀頭，則接收數(shù)據(jù)直到幀尾，每接收到一個字節(jié)，接收數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)加1，并進行校驗和的累加；如果到達幀尾，此時接收數(shù)據(jù)長度和校驗和都不為0，此時程序任務(wù)循環(huán)發(fā)現(xiàn)接收數(shù)據(jù)長度不為0，于是將數(shù)據(jù)取出，同時將接收數(shù)據(jù)長度和校驗和置為0，可以接收下一幀數(shù)據(jù)。

取出的數(shù)據(jù)被解析后，任務(wù)處理循環(huán)判斷數(shù)據(jù)的合理性，如果符合要求則通過IO口發(fā)送控制信號給驅(qū)動器，并發(fā)送接收成功的反饋給上位機。如果不符合則發(fā)送錯誤信息給上位機。

由以上技術(shù)方案可見，本發(fā)明實施例提供的雷達微變測試工裝及其控制方法加入電機控制直線導軌，通過控制器發(fā)送控制命令給驅(qū)動器，驅(qū)動器控制電機的轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)角反射器高精度移動的要求。另外，在上位機和控制器上還加入無線模塊，即可以進行遠距離的數(shù)據(jù)傳輸，從而實現(xiàn)遠程控制角反射器的目的。

通過以上的方法實施例的描述，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明可借助軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實現(xiàn)，當然也可以通過硬件，但很多情況下前者是更佳的實施方式?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可以是個人計算機，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括：只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于裝置或系統(tǒng)實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述得比較簡單，相關(guān)之處參見方法實施例的部分說明即可。以上所描述的裝置及系統(tǒng)實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本實施例方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下，即可以理解并實施。

以上所述僅是本發(fā)明的具體實施方式，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解或?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。