虛擬雷達信號分析儀設計方法研究

　　摘要：由于虛擬儀器技術具有使用方便、成本低、開發性強等特點，近年來在各個領域得到廣泛應用，文中針對雷達自動測試系統中對虛擬儀器的需求，以及目前流行的虛擬儀器編程軟件Labwindows/CVI在數值分析和信號處理方面的不足之處。提出了一種在Labwindows/CVI環境下利用ActiveX技術調用MATLAB工具箱中的函數從而實現混合編程構建虛擬儀器的簡單易行的方法，并用該方法實現了雷達信號分析虛擬儀器的設計。

　　引言

　　雷達自動測試系統中使用傳統的電子儀器實現雷達信號參數的提取不僅價格昂貴、系統集成難度大，而且對于一些復雜信號的提取也難以實現。虛擬儀器技術充分利用計算機的軟硬件資源，以軟件為核心，人機界面形式來實現這些功能。虛擬儀器編程語言Labwindows/CVI是美國NI公司開發的面向計算機測控領域的軟件，它的集成化開發平臺，交互式編程方法，豐富的功能面板和庫函數大大增強了C語言的功能，為開發檢測、數據采集、過程監控等系統提供了一個理想的開發環境。但是它的數值計算功能還不夠強大，面對信號分析領域先進的理論和方法，如在信號時頻分析、神經網絡、小波變換、遺傳算法、模糊理論等問題上，還沒有形成可用的庫函數。而MATLAB軟件則擁有上述豐富的工具箱函數，且具有強大的數值計算、矩陣計算、信號分析和處理、圖像處理等功能，它己經成為應用學科中的計算機輔助分析、設計、仿真等不可缺少的基礎軟件。因此用Labwindows/CVI與MATLAB混合編程的虛擬儀器技術來構建雷達信號分析儀，使其有機結合、優勢互補，具有很強的使用價值。

　　Labwindows/CVI和MATLAB混合編程的方法

　　實現Labwindows/CVI和MATLA B混合編程的關鍵是其數據和命令的交換，即軟件接口技術。Labwindows/CVI和MATLAB都提供了與外部接口的組件，技術的核心就是如何正確建立它們之間的聯系。ActiveX方式是微軟定義的一種應用程序接口，由于其功能強大，己成為事實標準。Labwindows和MATLAB之間的接口也可以采用這種方式實現，即Labwindows/CVI作為ActiveX自動化控制器，MATLAB作為ActiveX的自動化服務器。

　　混合編程的實現方法

　　如圖1所示，Labwindows/CVI與MATLAB混合編程就是通過Labwindows /CVI與MATLAB之間的接口函數實現Labwindows/CVI下調用MATLAB的功能函數或運行MATLAB環境下的程序。接口函數的建立分兩步進行：第一步是ActiveX服務函數的創建，第二步是在創建的ActiveX服務函數的基礎上，添加更高一級的接口應用程序(matlabbutil.c)。　　

　　ActiveX服務函數的創建

　　Labwindows/CVI環境中得到ActiveX服務函數有兩種方法，方法一：在Labwindows/CVI窗口中選擇 Tools—Create ActiveX Controller Wizard根據提示進行操作：但該方法得到的ActiveX服務函數由于涉及到了Labwindows/CVI的遠程服務，調用不方便，并且要求用戶機必須先安裝MATLAB，后裝Labwindows/CVI。方法二：在Labwindows/CVI 5.0以上版本中的CVIsamplesactiveXmatlab中直接提供有Labwindows/CVI和 MATLAB的ActiveX服務函數應用程序，該服務函數應用程序僅適合于MATLAB 5.01。對于不同的MATLAB版本，只需將其在注冊表里的注冊碼改寫成符合ActiveX服務函數要求的格式替代5.01版本的即可。本文采用第二種方法，其具體修改示例如下：