馬若飛 牛 棟 楊 柳

(西安電子工程研究所 西安 710100)

0 引言

隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展,在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中,電子對(duì)抗的作用已經(jīng)越來(lái)越重要。電子對(duì)抗系統(tǒng)是電磁信息空間生存和對(duì)抗的重要組成部分,是奪取電磁信息優(yōu)勢(shì),保護(hù)己方電磁權(quán)限,削弱并破壞敵方電磁探測(cè)、通信、攻擊能力的主要手段,可以對(duì)電子對(duì)抗系統(tǒng)需要保護(hù)的載體、平臺(tái)或者區(qū)域進(jìn)行有效的電磁防護(hù)[1-2]。電子對(duì)抗系統(tǒng)面臨的空間電磁威脅越來(lái)越復(fù)雜,在傳統(tǒng)的射頻直通電子對(duì)抗系統(tǒng)中,天線前端數(shù)量急劇增加,導(dǎo)致系統(tǒng)的處理鏈路數(shù)也急劇增加,系統(tǒng)的硬件成本、調(diào)試成本和維護(hù)成本都相應(yīng)的增加[3]。為了解決該問(wèn)題,可以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),將天線前端子系統(tǒng)和后續(xù)的微波收發(fā)、數(shù)字處理進(jìn)行去耦合處理,在天線前端種類和數(shù)量增加的同時(shí),后續(xù)的微波收發(fā)、數(shù)字處理的硬件模塊數(shù)量和軟件數(shù)量不需要對(duì)應(yīng)的大量增加,就能滿足系統(tǒng)后端處理的需求。在系統(tǒng)的微波鏈路設(shè)計(jì)時(shí),射頻路由子系統(tǒng)的引入,可以正好滿足該設(shè)計(jì)需求。隨著數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展,軟件在整個(gè)電子對(duì)抗系統(tǒng)中的作用也越來(lái)越重要,軟件無(wú)線電以及軟件化雷達(dá)、軟件化對(duì)抗等發(fā)展趨勢(shì)也日漸清晰[4-5]。系統(tǒng)硬件設(shè)備創(chuàng)新應(yīng)用的同時(shí),需要和硬件設(shè)備相匹配的軟件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和軟件框架也相應(yīng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì),才能將硬件設(shè)備創(chuàng)新的優(yōu)勢(shì),在系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)得到最大程度的發(fā)揮。

1 射頻直通電子對(duì)抗系統(tǒng)

射頻直通的電子對(duì)抗系統(tǒng),主要由天線前端子系統(tǒng)、微波收發(fā)子系統(tǒng)、數(shù)字處理子系統(tǒng)和顯示控制子系統(tǒng)組成[6],具體的系統(tǒng)框圖如圖1所示。天線前端子系統(tǒng)主要是多個(gè)微波天線組成,將空間中的電磁波轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)中的微波信號(hào),以便在電子對(duì)抗系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié),按照既定的流程和處理方式,進(jìn)行后續(xù)處理。天線的個(gè)數(shù)和排布方式由系統(tǒng)的空域及頻率域進(jìn)行約束;微波收發(fā)子系統(tǒng)將天線前端子系統(tǒng)輸出的高頻微波信號(hào),進(jìn)行濾波、放大、混頻處理后,降頻至數(shù)字系統(tǒng)可以采樣的中頻微波信號(hào);數(shù)字處理子系統(tǒng)將微波收發(fā)子系統(tǒng)輸出的中頻微波信號(hào)進(jìn)行AD采樣成數(shù)字信號(hào),進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理后,生成信號(hào)級(jí)的脈沖描述字(PDW),再經(jīng)過(guò)數(shù)字信息處理后,生成威脅目標(biāo)的信息描述字(EDW),再次經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后,形成威脅目標(biāo)的目標(biāo)識(shí)別信息及航跡信息;顯示控制子系統(tǒng)完成將用戶的任務(wù)意圖,通過(guò)可視化軟件的方式,形成系統(tǒng)的控制流,下發(fā)給實(shí)時(shí)控制軟件,并接受實(shí)時(shí)控制及數(shù)據(jù)處理軟件上報(bào)的威脅目標(biāo)的航跡信息,顯示在可視化軟件上,以供用戶查看威脅目標(biāo)的詳細(xì)信息及進(jìn)行下一階段的任務(wù)決策。

圖1 射頻直通電子對(duì)抗系統(tǒng)組成框圖

傳統(tǒng)射頻直通的電子對(duì)抗系統(tǒng)的組成簡(jiǎn)單、清晰,信號(hào)流和控制流都是可以在前期系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候預(yù)設(shè)好的,系統(tǒng)各級(jí)的增益分配,故障隔離,都可以在前期進(jìn)行很好的設(shè)計(jì),并且在后期調(diào)試和維護(hù)的時(shí)候,也相對(duì)比較簡(jiǎn)單。由于以上優(yōu)點(diǎn),傳統(tǒng)的直通電子對(duì)抗系統(tǒng)受到電子對(duì)抗行業(yè)的普遍使用。和傳統(tǒng)的直通電子對(duì)抗系統(tǒng)相匹配的軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)也相對(duì)簡(jiǎn)單、清晰,各個(gè)軟件配置項(xiàng),在各自對(duì)應(yīng)的數(shù)字系統(tǒng)上,按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)分配的軟件需求,進(jìn)行獨(dú)立的設(shè)計(jì),每個(gè)軟件配置項(xiàng)都是和各自的硬件模塊,以及分配的軟件需求高度耦合,然后各司其職,將設(shè)計(jì)好對(duì)應(yīng)的軟件功能、性能、接口,與數(shù)字平臺(tái)一起完成系統(tǒng)任務(wù)。

傳統(tǒng)射頻直通的電子對(duì)抗系統(tǒng)由于上述特征,導(dǎo)致其硬件模塊和軟件模塊缺乏靈活性,使得整個(gè)系統(tǒng)需要在設(shè)計(jì)前期就考慮完備,調(diào)試后期發(fā)現(xiàn)問(wèn)題很難進(jìn)行調(diào)整,并且系統(tǒng)缺乏拓展升級(jí)能力,很難進(jìn)行系列化升級(jí)改進(jìn)。

2 基于射頻路由的電子對(duì)抗系統(tǒng)

隨著電子對(duì)抗系統(tǒng)面臨的空間電磁威脅越來(lái)越復(fù)雜,從而使得電子對(duì)抗系統(tǒng)自身設(shè)計(jì)也越來(lái)越復(fù)雜。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

1)為了滿足威脅微波信號(hào)工作頻段的不斷擴(kuò)展,要求系統(tǒng)具備多種不同波段天線前端,由于不同波段天線的物理差異很大,幾乎沒(méi)法共用同一組天線前端,導(dǎo)致系統(tǒng)中的天線前端種類不斷增加;

2)電子對(duì)抗的天線前端的有效空域覆蓋范圍普遍是±45°,為了滿足系統(tǒng)對(duì)全向空域的要求,以及系統(tǒng)對(duì)外界威脅的響應(yīng)時(shí)間的要求,像雷達(dá)旋轉(zhuǎn)方式的空域覆蓋方式,很難滿足響應(yīng)時(shí)間要求,所以只能采用空域疊加組合的方式,按照不同工作象限,將空域360°劃分為A、B、C、D四個(gè)有效象限,在各自象限內(nèi),安排一組天線前端,從而通過(guò)4個(gè)象限拼接的方式,滿足空域覆蓋要求和響應(yīng)時(shí)間要求。

以上兩個(gè)方面的因素,導(dǎo)致系統(tǒng)的前端數(shù)量急劇增加,如果還是按照傳統(tǒng)直通的方式設(shè)計(jì)系統(tǒng),那么系統(tǒng)的處理鏈路數(shù)量將會(huì)急劇增加,從而帶來(lái)系統(tǒng)的硬件成本、調(diào)試成本和維護(hù)成本都急劇增加,幾乎很難滿足系統(tǒng)的總體要求。

射頻路由子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)引入,可以很好地解決這個(gè)矛盾。射頻路由子系統(tǒng),可以在滿足微波指標(biāo)的前提下,根據(jù)輸入的工作模式指令的控制,實(shí)現(xiàn)多路輸入,多路輸出的射頻路由功能(輸入端口數(shù)量N可以遠(yuǎn)大于輸出端口數(shù)量M),這樣就可以將多象限、多類型的微波前端子系統(tǒng),和后續(xù)的綜合處理子系統(tǒng)去耦合,只需要固定數(shù)量的綜合處理模塊,實(shí)時(shí)控制軟件依據(jù)任務(wù)配置的控制流和數(shù)據(jù)流,依據(jù)當(dāng)前節(jié)拍需要的微波前端和綜合處理模塊之間的耦合關(guān)系,實(shí)時(shí)地控制射頻路由子系統(tǒng)的工作模式,將微波信號(hào)和綜合處理模塊進(jìn)行橋接聯(lián)通,從而對(duì)當(dāng)前節(jié)拍需要進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)流進(jìn)行處理。具體的系統(tǒng)框圖,如圖2所示。

圖2 多象限射頻路由的電子對(duì)抗系統(tǒng)組成框圖

系統(tǒng)引入射頻路由子系統(tǒng)后,系統(tǒng)的硬件擴(kuò)展性也會(huì)有很大提升。在射頻路由子系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),可以預(yù)留設(shè)計(jì)一些當(dāng)前系統(tǒng)暫時(shí)不用,但是可以用于微波鏈路擴(kuò)展的輸入輸出端口,尤其是當(dāng)存在后端綜合處理需要增加微波鏈路時(shí),不需要重新設(shè)計(jì)微波鏈路,只需要相應(yīng)的增加后端綜合處理模塊數(shù)量,并啟用預(yù)留的輸入輸出端口即可完成整個(gè)數(shù)據(jù)鏈路的搭建。再者,通過(guò)射頻路由的串行級(jí)聯(lián)的方式,可以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的射頻路由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。因此,在系統(tǒng)硬件和軟件數(shù)量提升和能力增強(qiáng)方面,系統(tǒng)引入射頻路由子系統(tǒng)后,具有很大的潛力和優(yōu)勢(shì)。

為了最大能力地提升系統(tǒng)引入射頻路由子系統(tǒng)后的優(yōu)勢(shì),需要精心設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的軟件框架。如果軟件框架設(shè)計(jì)的合理高效,那么該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)就可以很好地發(fā)揮出來(lái),并且在后續(xù)系統(tǒng)的升級(jí)、擴(kuò)展過(guò)程中,可以發(fā)揮擴(kuò)展性強(qiáng)的特點(diǎn),和綜合處理模塊一起,做一些配置文件的調(diào)整,或者軟件的少量修改,就可以發(fā)揮新增硬件的任務(wù)功能。

3 軟件框架設(shè)計(jì)

在如圖2所示的系統(tǒng)中,一般存在的軟件配置項(xiàng)有如下幾項(xiàng):

1)偵察信號(hào)處理軟件;

2)干擾信號(hào)處理軟件;

3)信息處理軟件;

4)實(shí)時(shí)控制軟件;

5)系統(tǒng)控制軟件;

6)陣列射頻前端控制軟件;

7)射頻路由控制軟件;

8)干涉儀前端軟件;

9)變頻收發(fā)控制軟件。

由于各個(gè)系統(tǒng)的需求不同,在硬件設(shè)計(jì)和軟件配置方面,存在很大的差異,但是經(jīng)典的電子對(duì)抗系統(tǒng)的軟件拓?fù)鋱D,如圖3所示,在該圖示中,基本上包含了電子對(duì)抗系統(tǒng)中各個(gè)子系統(tǒng)可能配置的軟件配置項(xiàng)及其基本的軟件功能需求和接口需求,并且為了滿足后續(xù)對(duì)數(shù)據(jù)流通道的擴(kuò)展升級(jí)需求,將信號(hào)及信息處理模塊、變頻收發(fā)模塊按照通用化、模塊化的思路進(jìn)行設(shè)計(jì),并且將控制接口和數(shù)據(jù)接口,都掛接在實(shí)時(shí)控制軟件的控制總線和數(shù)據(jù)總線上,需要進(jìn)行通道擴(kuò)展時(shí),只需要將通道數(shù)N累加,并且接入對(duì)應(yīng)的硬件模塊和軟件程序即可。

圖3 基于射頻路由的電子對(duì)抗系統(tǒng)典型軟件拓?fù)鋱D

在該軟件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,偵察信號(hào)處理軟件、干擾信號(hào)處理軟件、系統(tǒng)控制軟件、陣列射頻前端控制軟件、射頻路由控制軟件、干涉儀前端軟件、變頻收發(fā)控制軟件等軟件都是為了滿足各自硬件子系統(tǒng)的需求開(kāi)發(fā)和配置,功能和性能指標(biāo)相對(duì)比較固定,所以可以看做是硬件子系統(tǒng)的固件軟件開(kāi)發(fā)。

最能體現(xiàn)軟件框架處理能力和靈活性,主要是實(shí)時(shí)控制軟件和信息處理軟件。實(shí)時(shí)控制軟件和信息處理軟件通過(guò)通信總線進(jìn)行控制通信和數(shù)據(jù)通信,為了保證通信的高并發(fā)性和高數(shù)據(jù)通量,一般通信總線采用高速數(shù)據(jù)總線,如SRIO總線或GBE千兆網(wǎng)總線。實(shí)時(shí)控制軟件在通信總線上作為主控邏輯節(jié)點(diǎn),依據(jù)系統(tǒng)的任務(wù)需求,生成各個(gè)子系統(tǒng)的控制邏輯和時(shí)序節(jié)拍,核心控制是從通信總線上選擇哪些信息處理軟件需要參與本次計(jì)算任務(wù)并對(duì)其實(shí)施控制,決定了當(dāng)前節(jié)拍下的數(shù)據(jù)鏈路及處理邏輯。信息處理軟件作為信號(hào)和信息處理模塊的控制中心,是通信總線上負(fù)責(zé)數(shù)字處理的從節(jié)點(diǎn)。每個(gè)信號(hào)和信息處理模塊以及運(yùn)行的信息處理軟件,都依據(jù)模塊化、通用化的方式設(shè)計(jì),具有完全相同硬件功能和軟件功能,按照系統(tǒng)的數(shù)字處理需求決定系統(tǒng)中信號(hào)和信息處理模塊的數(shù)量,形成系統(tǒng)的數(shù)字處理資源庫(kù),并將這些信號(hào)和信息處理模塊以從節(jié)點(diǎn)的方式掛接在通信總線上,通過(guò)信息處理軟件的節(jié)點(diǎn)通信功能,實(shí)現(xiàn)與實(shí)時(shí)控制軟件之間的通信。當(dāng)系統(tǒng)中需要擴(kuò)展數(shù)字處理能力時(shí),只需要在通信總線上掛接更多的信號(hào)和信息處理模塊,并增加實(shí)時(shí)控制軟件的節(jié)點(diǎn)配置數(shù)量,就可以快速將新增的信號(hào)和信息處理模塊加入系統(tǒng)的數(shù)字處理資源庫(kù)中,參與系統(tǒng)的數(shù)字處理任務(wù)。

下面分別就實(shí)時(shí)控制軟件和信息處理軟件進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)。

3.1 實(shí)時(shí)控制軟件

實(shí)時(shí)控制軟件作為系統(tǒng)控制的中樞,依據(jù)系統(tǒng)控制軟件下發(fā)或者系統(tǒng)配置文件預(yù)設(shè)的任務(wù)規(guī)劃,生成任務(wù)序列和對(duì)應(yīng)的控制集、數(shù)據(jù)集。實(shí)時(shí)控制軟件依據(jù)任務(wù)要求,生成系統(tǒng)的實(shí)時(shí)系統(tǒng)狀態(tài),再按照系統(tǒng)實(shí)時(shí)狀態(tài)下對(duì)各個(gè)軟件項(xiàng)的要求,生成針對(duì)每個(gè)相關(guān)軟件項(xiàng)的接口及接口數(shù)據(jù),并發(fā)送給對(duì)應(yīng)的軟件項(xiàng),完成對(duì)軟件項(xiàng)所在的子系統(tǒng)或者子模塊的控制,并通過(guò)設(shè)計(jì)的軟件項(xiàng)之間的同步機(jī)制,按照統(tǒng)一的節(jié)拍,同步所有的系統(tǒng)或者子模塊的行為。

實(shí)時(shí)控制軟件的軟件框圖如圖4所示。

圖4 實(shí)時(shí)控制軟件軟件層級(jí)框圖

3.1.1 外部軟件項(xiàng)

外部軟件項(xiàng)主要描述與實(shí)時(shí)控制軟件存在接口交互的軟件配置項(xiàng),用于梳理與這些軟件配置項(xiàng)之間的接口類型、接口協(xié)議等邏輯關(guān)系,沒(méi)有實(shí)際的數(shù)據(jù)流和控制流。

3.1.2 通信鏈路層

通信鏈路層主要實(shí)現(xiàn)與各個(gè)外部軟件項(xiàng)進(jìn)行通信的通信鏈路控制功能,根據(jù)不同的通信物理鏈路,完成不同通信方式的通信模塊初始化及通信的收發(fā)控制功能,主要包括以下幾個(gè)方面:

1)信息處理軟件的通信鏈路:SRIO/GBE雙向通信,實(shí)控軟件下發(fā)控制命令,信息處理軟件上報(bào)處理數(shù)據(jù);

2)與陣列前端控制軟件的通信鏈路:SRIO雙向通信,實(shí)控軟件下發(fā)陣列前端控制軟件的控制命令,陣列前端控制軟件上報(bào)控制命令數(shù)據(jù)校驗(yàn)的結(jié)果;

3)與干涉儀前端控制軟件的通信鏈路:

同步422串口通信:雙向通信,實(shí)控軟件下發(fā)干涉儀前端控制軟件的控制命令,干涉儀前端控制軟件上報(bào)控制命令數(shù)據(jù)校驗(yàn)的結(jié)果;

4)與射頻路由控制軟件的通信鏈路:

同步422通信:雙向通信,實(shí)控軟件下發(fā)射頻路由控制軟件的控制命令,射頻路由控制上報(bào)控制命令數(shù)據(jù)校驗(yàn)的結(jié)果。

3.1.3 子系統(tǒng)控制層

子系統(tǒng)控制層主要是外圍硬件子系統(tǒng)的控制和對(duì)N路信息處理軟件的控制。每個(gè)節(jié)拍中具體是N個(gè)信息處理軟件中,那些軟件參與任務(wù)的完成,是由任務(wù)管控模塊和系統(tǒng)控制模塊共同分配完成的。

根據(jù)調(diào)度控制層分配控制邏輯,將這些控制邏輯按照參與任務(wù)的信息處理軟件的個(gè)數(shù)和分配情況,分配到對(duì)應(yīng)的需要參與的信息處理軟件的子系統(tǒng)控制中,完成控制命令的下發(fā)、上報(bào)數(shù)據(jù)的接收解析、處理節(jié)拍的同步等功能。

3.1.4 調(diào)度控制層

調(diào)度控制層主要完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)功能和系統(tǒng)狀態(tài)的控制。系統(tǒng)控制的邏輯輸入是任務(wù)管控模塊生成的系統(tǒng)任務(wù)流和各個(gè)系統(tǒng)控制節(jié)拍中生成的各種數(shù)據(jù)集合。

任務(wù)管控模塊生成的系統(tǒng)任務(wù)流決定了系統(tǒng)控制的主要框架和主線,在該主要框架和主線的規(guī)劃和指示下,當(dāng)下節(jié)拍中系統(tǒng)需要具備的系統(tǒng)功能和系統(tǒng)狀態(tài),還需要由以往節(jié)拍(主要是上一個(gè)系統(tǒng)階段)中生成的數(shù)據(jù)來(lái)充實(shí)和調(diào)整,如:需要根據(jù)確認(rèn)結(jié)果中是否存在待干擾目標(biāo),才能決定是否能夠生成干擾引導(dǎo)報(bào)告,從而才能按照系統(tǒng)硬件資源的約束生成執(zhí)行的干擾引導(dǎo)報(bào)告,并且按照干擾引導(dǎo)報(bào)告執(zhí)行系統(tǒng)控制。

3.1.5 數(shù)據(jù)處理層

數(shù)據(jù)處理層主要完成對(duì)信息處理軟件上報(bào)的處理結(jié)果進(jìn)行輻射源信號(hào)相關(guān)的數(shù)據(jù)處理。主要分為以下兩種類型:

1)象限數(shù)據(jù)處理:

根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的空間分配,將空間分為A、B、C、D四個(gè)象限,由于四個(gè)象限對(duì)空間進(jìn)行了分割,所以四個(gè)象限能夠截獲到的輻射源信號(hào)之間沒(méi)有相關(guān)性(象限交疊部分和轉(zhuǎn)象限場(chǎng)景除外),為了提高數(shù)據(jù)處理的效率,將不相關(guān)的信號(hào)之間數(shù)據(jù)處理分開(kāi)處理,所以將基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)處理功能模塊按照A、B、C、D四個(gè)象限的空間劃分,分為A、B、C、D四個(gè)象限的數(shù)據(jù)處理子模塊。

基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)處理功能,主要完成進(jìn)行和雷達(dá)輻射庫(kù)的匹配識(shí)別,并根據(jù)匹配識(shí)別的結(jié)果,分別生成已知信號(hào)活動(dòng)庫(kù)和未知信號(hào)活動(dòng)庫(kù),按照后續(xù)上報(bào)信號(hào)的參數(shù),對(duì)已知信號(hào)活動(dòng)庫(kù)和未知信號(hào)活動(dòng)庫(kù)中對(duì)應(yīng)信號(hào)進(jìn)行參數(shù)的更新,并且按照一定的節(jié)拍對(duì)兩個(gè)活動(dòng)庫(kù)信號(hào)進(jìn)行濾波處理,對(duì)長(zhǎng)期未更新的信號(hào)進(jìn)行刪除。

2)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理:

系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理,是在象限數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)上,對(duì)系統(tǒng)共性的數(shù)據(jù)處理功能的實(shí)現(xiàn),包括以下功能:根據(jù)系統(tǒng)控制模塊的觸發(fā),依據(jù)A、B、C、D四個(gè)象限的數(shù)據(jù)處理生成已知活動(dòng)庫(kù)的基礎(chǔ)上,生成干擾引導(dǎo)報(bào)告;在已有干擾引導(dǎo)報(bào)告的基礎(chǔ)上,依據(jù)偵察確認(rèn)到新的待干擾目標(biāo),對(duì)已有干擾引導(dǎo)報(bào)告進(jìn)行更新;待上報(bào)已知輻射源信號(hào)列表和待上報(bào)未知輻射源信號(hào)列表組合為統(tǒng)一的待上報(bào)輻射源信號(hào)列表,并上報(bào)系統(tǒng)控制軟件。

3.1.6 外部引導(dǎo)層

外部引導(dǎo)層主要是根據(jù)系統(tǒng)控制軟件下發(fā)的任務(wù)規(guī)劃,或者系統(tǒng)配置文件預(yù)設(shè)的任務(wù)規(guī)劃,生成系統(tǒng)需要執(zhí)行的任務(wù)序列和對(duì)應(yīng)的控制集、數(shù)據(jù)集,輸出給調(diào)度控制層,再由調(diào)度控制層,依據(jù)當(dāng)前的系統(tǒng)可用資源,生成系統(tǒng)的實(shí)時(shí)系統(tǒng)控制流。

3.2 信息處理軟件

信息處理軟件作為系統(tǒng)將輻射源信號(hào)轉(zhuǎn)換成信息源信息的軟件,起到承上啟下的重要作用。信息處理軟件接收實(shí)時(shí)控制軟件下發(fā)的控制指令和數(shù)據(jù),轉(zhuǎn)化為自身的控制參數(shù)和執(zhí)行數(shù)據(jù),并按照實(shí)時(shí)控制軟件控制的節(jié)拍,通過(guò)對(duì)變頻收發(fā)模塊、偵察信處軟件、干擾信處軟件等子系統(tǒng)的控制,輸入偵察信處軟件偵察到的輻射源信號(hào),經(jīng)過(guò)預(yù)處理、信號(hào)分選等信息處理方式后,將其轉(zhuǎn)換為輻射源信號(hào),上報(bào)給實(shí)時(shí)控制軟件,并繼續(xù)執(zhí)行預(yù)設(shè)的下一個(gè)節(jié)拍任務(wù)或者等待實(shí)時(shí)控制軟件下發(fā)下一節(jié)拍的任務(wù)。

信息處理軟件的軟件框圖如圖5所示。

圖5 信息處理軟件框圖

3.2.1 外部軟件項(xiàng)

外部軟件項(xiàng)主要描述與信息處理軟件存在接口交互的軟件配置項(xiàng),用于梳理與這些軟件配置項(xiàng)之間的接口類型、接口協(xié)議等邏輯關(guān)系,沒(méi)有實(shí)際的數(shù)據(jù)流和控制流。

3.2.2 通信鏈路層

和實(shí)時(shí)控制軟件類似,通信鏈路層主要實(shí)現(xiàn)與各個(gè)外部軟件項(xiàng)進(jìn)行通信的通信鏈路控制功能,根據(jù)不同的通信物理鏈路,完成不同通信方式的通信模塊初始化及通信的收發(fā)控制功能,主要包括與實(shí)時(shí)控制軟件、偵察信號(hào)處理軟件、干擾信號(hào)處理軟件之間的SRIO通信,與變頻收發(fā)控制軟件之間的同步422串口通信,具體的硬件通信方式與實(shí)時(shí)控制軟件的通信鏈路層一致。

3.2.3 數(shù)據(jù)的分配和收集層

數(shù)據(jù)的分配和收集層主要是對(duì)控制流和數(shù)據(jù)流的分配和收集功能。控制流的處理方式是根據(jù)通信鏈路層接收到的控制流,完成對(duì)信息處理軟件狀態(tài)和流程的控制,從而使信息處理軟件按照實(shí)時(shí)控制軟件控制的節(jié)拍和功能,完成分配的處理任務(wù)。數(shù)據(jù)流的處理方式,是將需要處理的數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)量大小、處理能力和處理時(shí)間的約束,合理地分配到多核處理器上,進(jìn)行并行的信息處理,并且將多核處理結(jié)果進(jìn)行同步、接收、融合,生成最終的信息處理結(jié)果,上報(bào)實(shí)時(shí)控制軟件。

3.2.4 并行處理層

并行處理層主要是根據(jù)數(shù)據(jù)分配和收集層對(duì)參與信息處理的多核處理器,進(jìn)行信息處理任務(wù)的分配和處理節(jié)拍的同步。參與運(yùn)算的多核處理器主要完成以下一些信息處理的計(jì)算處理任務(wù):

1)pdw預(yù)處理:剔除無(wú)效pdw,對(duì)滿足條件的pdw進(jìn)行融合,計(jì)算脈寬、頻率、幅度等參數(shù)。

2)測(cè)向:包含比幅測(cè)角、比相測(cè)角、和差測(cè)角。

3)角度聚類:根據(jù)測(cè)向結(jié)果,對(duì)DOA進(jìn)行聚類。

4)分選:包含頻率分選、PRI分選。

5)脈內(nèi)識(shí)別:輸入為信道化后數(shù)據(jù),識(shí)別出脈內(nèi)調(diào)制類型,并計(jì)算帶寬、調(diào)頻斜率、碼速率等參數(shù)。

參與運(yùn)算的多核處理器將自身負(fù)責(zé)的處理任務(wù)完成后,在數(shù)據(jù)分配和收集層的統(tǒng)一調(diào)度和同步下,將處理結(jié)果上報(bào)數(shù)據(jù)分配和收集層,完成本次分配的處理任務(wù),繼續(xù)等待分配下一節(jié)拍的處理任務(wù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)比分析了傳統(tǒng)的射頻直通電子對(duì)抗系統(tǒng)和引入射頻路由子系統(tǒng)后的電子對(duì)抗系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn),認(rèn)為引入射頻路由子系統(tǒng),可以提升系統(tǒng)的擴(kuò)展性的同時(shí),降低硬件設(shè)備的數(shù)量和成本。為了最大能力提升系統(tǒng)引入射頻路由子系統(tǒng)后的優(yōu)勢(shì),設(shè)計(jì)了一種和該系統(tǒng)匹配的軟件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和對(duì)應(yīng)的軟件框架。在該軟件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,實(shí)時(shí)控制軟件和信息處理軟件是整個(gè)軟件拓?fù)涞暮诵?本文就實(shí)時(shí)控制軟件和信息處理軟件的特點(diǎn),分別詳細(xì)設(shè)計(jì)了兩種軟件的軟件框架,以及兩種軟件之間的交互關(guān)系。該軟件框架的設(shè)計(jì)可以對(duì)今后具有類似功能特性和硬件結(jié)構(gòu)的電子對(duì)抗系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)具有很好的指導(dǎo)意義。