一种电子对抗装备拖距速率的自动测试方法与流程

本发明属于测试技术领域，具体涉及一种电子对抗装备拖距速率的自动测试方法。

背景技术：

距离波门拖引(以下简称“拖距”)是一种电子对抗装备的自防御技术，根据雷达测量回波脉冲的到达时间进行测距的原理，控制干扰机发射与雷达回波脉冲有增量延迟td的假回波脉冲，致使雷达测得的目标距离远于真实的目标距离。电子对抗装备通过加载距离波门的方法，模拟与敌方雷达相距一定距离的“虚拟目标”，对敌方雷达系统进行欺骗式的干扰。其工作原理如图1所示。

电子对抗装备在实施干扰时，距离波门一般采用工作一个拖距周期(如图1中的拖距工作t)后暂停一段时间(如图1中的拖距间歇t1)的工作方法。

因此，在电子对抗装备上加载距离波门干扰数据后，准确测试加载距离波门后的拖引速率，能够判定干扰数据是否加载成功以及能否达到电子对抗干扰要求从而实现电子对抗实施欺骗式干扰，对衡量电子对抗装备的该项性能具有重要指导意义，因此在测试上采用拖距速率来表征该参数性能。

目前，电子对抗装备进行拖距速率测试通常采用手动测试、人工观测的方法，如图2所示。

用于测试的模拟雷达脉冲信号经分路后一路送入电子对抗装备，一路作为触发脉冲输入到示波器的通道1中，电子对抗装备输出的拖距脉冲信号送入示波器的通道2，设置通道1作为通道2的触发源。在加载距离波门数据后，测试人员观察示波器通道2的拖距脉冲信号上升沿状态。在拖距脉冲上升沿与触发脉冲信号上升沿间的水平刻度最接近时(如图2中的t1位置，此时拖距脉冲相对于触发脉冲信号具有最小延时)按下秒表开始计时，观测示波器显示通道2的水平刻度并记录为t1，持续观测示波器通道2的脉冲上升沿在屏幕上的变化情况。在tn位置不变化时(此时拖距脉冲相对于触发脉冲信号具有最大延时)，则判定该段拖距结束，停止秒表计时，将秒表读取的计时时间记录为拖距时间t，观测示波器显示通道2的水平刻度并记录为tn。从而计算可得：

采用人工观测的拖距速率测试方法，主要采用了秒表计时和多次测试的方案，该方法测试误差大，测试精度和测试效率较低，具体分析如下：

1)时间t是采用秒表计时进行获取，从视觉观察到信号起始位置给大脑，然后大脑发送按下秒表指令，需要一定的反应时间，每个人的反应时间不同会造成计时t的时间具有一定的随机误差，同时在判断脉冲拖动停止状态时，由于需要等待拖距脉冲位置不再变化才能停止计时，使得计时的时间长度比真实时间长，上述因素导致公式(5)中得到t会偏离真实值；人工观测示波器显示读取通道2脉冲上升沿的起始位置t1和终止位置tn会产生读数误差，导致计算出的拖距δt就会产生随机误差，偏离真实值。因此根据公式(5)计算得出的拖距速率具有较大的随机误差，测试准确度偏低。

2)为了获得较为接近真实数据的t1，测试人员需要观测多个拖距周期后才能获得一个较为理想的数据，导致了测试效率低。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种电子对抗装备拖距速率的自动测试方法，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电子对抗装备拖距速率的自动测试方法，测试前首先完成如下配置：

创建一个数据安全队列，用于暂存采集到的测试数据；

创建数据采集线程；

创建数据处理线程；

启动一个精度为1ms的定时器，定时器计数复位，设置为禁用状态；

所述的电子对抗装备拖距速率的自动测试方法，具体包括如下步骤：

步骤1：设置定时器为使能状态，开始定时器计数，生成定时器同步计数值；

步骤2：数据采集线程通过远程控制不断获取；触发脉冲信号测试数据和拖距脉冲信号测试数据，加入同步计数值后一起送入到数据安全队列中；

步骤3：数据处理线程不断从数据安全队列中获取包含同步计数值的一组测试数据，进行信号同步、信号量化、信号筛选、信号对齐、信号分析、信号组合和信号重构，然后经过数据处理，即可获得拖距速率。

优选地，在步骤3中，具体包括如下步骤：

步骤3.1：信号同步

判断当前数据中的同步计数值t与前一个同步计数值t′，如果当前数据中的同步计数值t小于前一个同步计数值t′，则当前数据中的同步计数值t为过期数据，直接取下一组数据，重新开始处理；

步骤3.2：信号量化

利用公式(1)分别对触发脉冲信号轨迹xt和拖距脉冲信号轨迹xd上的模拟信号量逐点进行数字化提取，获得数字量化后的触发脉冲信号轨迹dt和拖距脉冲信号轨迹dd；

其中，i表示轨迹上的某个信号量在轨迹数据中存储位置索引值，xi为轨迹中某点模拟信号量值，di为轨迹中某点模拟信号量值进行量化后的数字信号量值；

利用公式(1)对轨迹测试数据进行数字化提取后，消除了轨迹数据中的上升沿和下降沿中间状态，转化为理想状态的脉冲信号；

步骤3.3：信号筛选

利用触发脉冲信号轨迹dt的脉冲信息对拖距脉冲信号轨迹dd进行检查，剔除拖距脉冲信号轨迹dd中的脉冲宽度小于2/3触发脉冲信号宽度的毛刺信号；

步骤3.4：信号对齐

将当前触发脉冲上升沿与先前的触发脉冲上升沿进行对齐，具体为：检索出上一组轨迹中触发脉冲上升沿位置索引，记为a’，检索出当前触发脉冲上升沿位置索引，记为a，则需将当前触发脉冲向左移动a’-a；同时，当前拖距脉冲也需要向左移动a’-a，两条轨迹在移动后产生的空余位置用低电平0补齐；

步骤3.5：信号分析，具体包括如下步骤：

步骤3.5.1：计算出当前拖距脉冲延时t；

在触发脉冲信号轨迹dt中检索出上升沿位置，记为c，在拖距脉冲信号轨迹dd中检索出上升沿位置，记为b，则可计算出当前拖距脉冲延时t：t＝b-c；

步骤3.5.2：计算当前拖距δt；

δt＝t-t0；其中，t0为拖距周期内初始拖距脉冲延时，t为当前拖距脉冲延时；

步骤3.5.3：将当前拖距脉冲延时t与先前拖距脉冲延时t’进行比较；

如果t＝t’，则说明当前拖距脉冲处于拖距周期内的停拖状态或者装备没有启动拖距状态：判断当前拖距δt的大小；

若：判断结果是当前拖距δt＝0并且先前拖距δt‘＝0，则表示装备没有启动拖距状态，不进行任何处置，然后执行步骤3.1；

或判断结果是当前拖距δt>0，则表示处于拖距周期内的停拖状态，将拖距周期测试计数增加1，并计算当前拖距时间δt：δt＝t1-t0；其中，t1为当前拖距周期内最后拖距移动状态下的时间计数；t0为当前拖距周期内初始拖距的时间计数；

利用公式(2)可计算当前拖距周期内的拖距速率；

其中：δt：当前状态下的拖距；

δt：当前拖距周期的拖距工作时间；

t：当前拖距脉冲延时；

t0：当前拖距周期内初始拖距脉冲延时；

t1：当前拖距周期内最后拖距移动状态下的时间计数；

t0：当前拖距周期内初始拖距的时间计数；

在多个拖距周期的测试中，将当前拖距δt与历史最大拖距δtmax进行比较，保留其中较大者作为δtmax，并保留较大者拖距δtmax所对应的拖距时间作为δtmax，从而可得：其中：δtmax为多个拖距周期比较所得的最大拖距；δtmax为多个拖距周期中最大拖距所对应的拖距工作时间；

如果t＞t’，则说明拖距脉冲正处于同一拖距周期内的移动状态，则t’＝t；δt′＝δt；t1＝t′＝t；其中：t’为先前拖距脉冲延时；t为当前拖距脉冲延时；δt′为先前拖距；δt为当前拖距；t1为当前时间计数；t′为先前时间计数；t为测试数据中的同步时间计数；

如果t<t’变小，则说明开始一个新的拖距周期，则t0＝t1＝t′＝t；t’＝t0＝t；δt′＝δt＝0；其中：t0为周期初始时间计数；t1为当前时间计数；t′为先前时间计数；t为测试数据中的同步时间计数；t’为先前拖距脉冲延时；t0为初始拖距脉冲延时；t为当前拖距脉冲延时；δt′为先前拖距；δt为当前拖距；

步骤3.6：信号组合

创建一条与触发脉冲等长的轨迹，用于进行拖距余辉显示，具体包括：

获取当前拖距脉冲上升沿索引，记为e；

获取拖距周期开始时的初始拖距脉冲上升沿索引，记为e0；

将拖距余辉轨迹数据中索引为[e0，e]之间的信号用高电平1填充，其它部分用低电平0填充，从而获得拖距移动轨迹；

步骤3.7：信号重构

将数字化的触发脉冲轨迹数据、拖距脉冲轨迹数据和拖距余辉轨迹按照公式(3)逐点变换为模拟信号；

其中，vh为高电平电压值，vl为低电平电压值，xi为轨迹上的某点数字化信号进行重构后的模拟信号量值；

步骤4：重复步骤2-步骤3，直至步骤3.5的拖距周期测试计数达到测试所设置的次数，则结束当前测试过程，并保留最佳拖距速率作为最终拖距速率测试结果。

本发明所带来的有益技术效果：

1、采用电子对抗装备拖距速率参数的自动测试方法，可有效减轻测试人员的工作强度，降低对测试人员工作技能的要求，从而降低测试成本；

2、减少了人工测试环节的操作和观测的不确定性，利用计算机高速获取数据和运算数据的能力，能够获得精准的拖距长度和拖距时间，计算出的测试结果具有更高的测试准确度；

3、利用软件算法描绘出拖距在单个工作周期的完整运动轨迹，观测数据更直观、更精确。

附图说明

图1为拖距工作原理图。

图2为人工观测方法的拖距速率测试示意图。

图3为本发明方法的流程框图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

本发明一种电子对抗装备拖距速率的自动测试方法，不仅可以自动测试拖距速率参数，还可采用软件完成完整拖距运动轨迹的绘制(本发明中称之为“软件拖距余辉”)。从公式(2)可知，拖距速率的表征需要测试两个关键参数：拖距δt和拖距时间δt。因此，要精确计算出拖距速率，必须利用自动测试手段准确获得这两个参数值。

从图2可知，电子对抗设备在工作状态时，在一个拖距周期内，δt处于单向正增长状态，当δt数值不变时，则表示拖距周期结束。δt是由拖距起始位置t0和拖距终止位置tn所决定的。故此，通过判断δt数值的变化可判断拖距工作周期的变化情况，当δt由大变小时，表明一个新的拖距周期开始，记录此时的时间为拖距起始时间t0，当δt不再变化时，表明一个拖距周期结束，记录此时的时间为拖距结束时间t1。由此可计算出：

为准确获取公式(2)中的四个变量，需要触发脉冲信号和拖距脉冲信号，通过采集2～3个拖距工作周期的数据，计算出电子对抗装备的拖距速率。

为保证主控计算机实时获取测试数据，提高数据处理的效率，本方案在自动测试方法中创建数据采集线程和数据处理线程两个线程，两个线程之间的数据交互利用定时器脉冲计数进行同步。其中，数据采集线程用于主控计算机通过远程控制总线从示波器中获取触发脉冲信号和拖距脉冲信号的轨迹数据，将两组轨迹数据加入定时器脉冲计数同步信息后送入到数据安全队列中；而数据处理线程则用于处理从数据安全队列中获取的加入定时器时钟同步信息的脉冲轨迹数据，通过对各组轨迹数据进行筛选、提取、分析和重构后，获得当前拖距脉冲的状态。这样，在数据采集线程不断获取测试数据的同时，数据处理线程正在处理上一组的测试数据，从而实现数据采集和数据处理的并行工作，满足测试数据能够最大限度的实时采集、快速处理的需求。

在开始进行数据采集和数据处理前，自动测试方法首先完成如下配置：

1、创建一个数据安全队列，用于暂存采集到的测试数据；

2、创建数据采集线程；

3、创建数据处理线程；

4、启动一个精度为1ms的定时器，定时器计数复位，设置为禁用状态。

自动测试方法流程如图3所示：

步骤1：设置定时器为使能状态，开始定时器计数，生成定时器同步计数数据(以下简称“同步计数值”)；

步骤2：数据采集线程通过远程控制不断获取示波器上的触发脉冲信号测试数据和拖距脉冲信号测试数据，加入同步计数值后作为一组数据，送入到数据安全队列中；

步骤3：数据处理线程不断从数据安全队列中获取包含同步计数值的一组测试数据，进行信号同步、信号量化、信号筛选、信号对齐、信号分析、信号组合和信号重构，在处理2～3个拖距周期的数据后，可获得准确的拖距速率计算结果；具体包括如下步骤：

步骤3.1：信号同步

判断当前数据中的同步计数值t与前一个同步计数值t′，如果当前数据中的同步计数值t小于前一个同步计数值t′，则当前数据中的同步计数值t为过期数据，直接取下一组数据，重新开始处理；

步骤3.2：信号量化

利用公式(1)分别对触发脉冲信号轨迹xt和拖距脉冲信号轨迹xd上的模拟信号量逐点进行数字化提取，获得数字量化后的触发脉冲信号轨迹dt和拖距脉冲信号轨迹dd；

其中，i表示轨迹上的某个信号量在轨迹数据中存储位置索引值，xi为轨迹中某点模拟信号量值，di为轨迹中某点模拟信号量值进行量化后的数字信号量值；

利用公式(1)对轨迹测试数据进行数字化提取后，消除了轨迹数据中的上升沿和下降沿中间状态，转化为理想状态的脉冲信号。

步骤3.3：信号筛选

利用触发脉冲信号轨迹dt的脉冲信息对拖距脉冲信号轨迹dd进行检查，剔除拖距脉冲信号轨迹dd中的脉冲宽度小于2/3触发脉冲信号宽度的毛刺信号；

步骤3.4：信号对齐

将当前触发脉冲上升沿与先前的触发脉冲上升沿进行对齐，具体为：检索出上一组轨迹中触发脉冲上升沿位置索引，记为a’，检索出当前触发脉冲上升沿位置索引，记为a，则需将当前触发脉冲向左移动a’-a；同时，当前拖距脉冲也需要向左移动a’-a，两条轨迹在移动后产生的空余位置用低电平0补齐；

步骤3.5：信号分析

在触发脉冲信号轨迹dt中检索出上升沿位置，记为c，在拖距脉冲信号轨迹dd中检索出上升沿位置，记为b，则可计算出当前拖距脉冲延时t：t＝b-c。

计算当前拖距δt：δt＝t-t0。其中，t0为拖距周期内初始拖距脉冲延时；t为当前拖距脉冲延时。

将当前拖距脉冲延时t与先前拖距脉冲延时t’进行比较，根据两者的大小关系，存在一下三种情况：

1)如果t＝t’，说明当前拖距脉冲处于拖距周期内的停拖状态或者装备没有启动拖距状态：

a)如果当前拖距δt＝0并且先前拖距δt‘＝0，则表示装备没有启动拖距状态，不进行任何处置，重新开始步骤3；

b)如果当前拖距δt>0，则表示处于拖距周期内的停拖状态。

拖距周期测试计数增加1。

计算当前拖距时间δt：δt＝t1-t0。其中，t1为当前拖距周期内最后拖距移动状态下的时间计数；t0为当前拖距周期内初始拖距的时间计数。

利用公式(2)可计算当前拖距周期内的拖距速率；

其中：δt：当前状态下的拖距；

δt：当前拖距周期的拖距工作时间；

t：当前拖距脉冲延时；

t0：当前拖距周期内初始拖距脉冲延时；

t1：当前拖距周期内最后拖距移动状态下的时间计数；

t0：当前拖距周期内初始拖距的时间计数。

在多个拖距周期的测试中，将当前拖距δt与历史最大拖距δtmax进行比较，保留其中较大者作为δtmax，并保留较大者拖距δtmax所对应的拖距时间作为δtmax，从而可得：其中：δtmax为多个拖距周期比较所得的最大拖距；δtmax为多个拖距周期中最大拖距所对应的拖距工作时间。

2)如果t＞t’，说明拖距脉冲正处于同一拖距周期内的移动状态，则：t’＝t；δt′＝δt；t1＝t′＝t。其中：t’为先前拖距脉冲延时；t为当前拖距脉冲延时；δt′为先前拖距；δt为当前拖距；t1为当前时间计数；t′为先前时间计数；t为测试数据中的同步时间计数。

3)如果t变小，则说明开始一个新的拖距周期，则：t0＝t1＝t′＝t；t’＝t0＝t；δt′＝δt＝0。其中：t0为周期初始时间计数；t1为当前时间计数；t′为先前时间计数；t为测试数据中的同步时间计数；t’为先前拖距脉冲延时；t0为初始拖距脉冲延时；t为当前拖距脉冲延时；δt′为先前拖距；δt为当前拖距；

步骤3.6：信号组合

创建一条与触发脉冲等长的轨迹，用于进行拖距余辉显示，具体包括：

获取当前拖距脉冲上升沿索引，记为e；

获取拖距周期开始时的初始拖距脉冲上升沿索引，记为e0；

将拖距余辉轨迹数据中索引为[e0，e]之间的信号用高电平1填充，其它部分用低电平0填充，从而获得拖距移动轨迹；

步骤3.7：信号重构

将数字化的触发脉冲轨迹数据、拖距脉冲轨迹数据和拖距余辉轨迹按照公式(3)逐点变换为模拟信号；

其中，vh为高电平电压值，vl为低电平电压值，xi为轨迹上的某点数字化信号进行重构后的模拟信号量值；

步骤4：重复步骤2-步骤3，如果步骤3.5的拖距周期测试计数达到测试所设置的次数，则结束当前测试过程，并保留最佳拖距速率作为最终拖距速率测试结果。

这种拖距速率的自动测试方法，在减少人力投入的情况下，具有测试速度快，测量准确度高的优点。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。