虚拟仪器技术是现代计算机技术、通信技术和测量技术相结合的产物,代表了现代测试技术和仪器技术的发展方向[1]。图形化虚拟仪器编程软件Lab VIEW自身功能强大,环境友善,他在测试与测量、过程控制与处理、科学研究和分析等方面有广泛的应用。但是,对于一些需要进行大量数据运算处理的复杂应用,LabVIEW显得有些力不从心[2,3]。而Matlab具有很强的工程计算功能,已成为应用学科中的计算机辅助分析、设计、仿真等不可缺少的基础软件[4]。
Agilent E8267D,E4438C,E443XB等系列矢量信号发生器允许用户利用Matlab软件编写波形文件,然后通过Agilent Download
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因此,可以利用上述通用仪器的特性在LabVIEW软件平台上与Matlab相结合来模拟Swerling Ⅰ、Ⅱ型起伏信号。
2硬 件
图1为硬件组成,利用Matlab软件建立雷达回波起伏模型,然后通过Agilent Download Assistant程序将Matlab产生的I/Q数字波形经GPIB总线送入到通用仪器的任意波形发生器存储器中,选择适当的触发源、触发类型来触发波形文件,从而可以得到RF输出。
由于雷达的工作频率较高,如果将E8267D的频率设为雷达工作频率,则E8267D的RF输出信号虽可使雷达工作,但无法在示波器上观察。因此为了观察的方便,将雷达的同步脉冲信号接到。E8267D的PATTEN TRIG IN接口,作为信号发生器的外部触发信号。将信号发生器的频率设小些,即可在示波器上观察RF输出信号。
3软 件
3.1 Swerling Ⅰ,Ⅱ型起伏数学模型
Swerling Ⅰ,Ⅱ型起伏是指回波幅度分别按瑞利分布作一致起伏和独立起伏,其概率密度函数如式(1)所示。他们间的差别仅是幅度起伏速度的不同。
其中,y为服从0~1均匀分布的随机变量。由式(2)即可得到幅度服从瑞利分布的序列。
3.2 Lab VIEW与Matlab通信接口
Lab VIEW提供了Matlab Script节点和ActiveX函数模板使LabVIEW与Matlab之间能够进行通信。
Matlab Script节点具有多输入、多输出的特点。在节点中,用户可以编辑Matlab程序,也可以直接调入已经存在的Matlab程序,并在Lab VIEW环境下运行[3],因此快捷方便。
对于ActiveX函数模板,用户可以在Lab VIEW中使用引用(Refnum,也称"参考")作为某个对象(文件、设备、网络连接)的惟一标志符。由于引用是指向某一对象(如Matlab文件)的临时指针,因此他仅在对象被打开时有效,一旦对象被关闭,Lab VIEW就会自动断开连接[4]。
由于通过Matlab Script节点进行通信比较易于实现,因此本文使用该接口。