WRSP6TK 雷达 TR 测试软件源码精讲（6）：远场接收测试与单极化变体

本篇讲解模式 6（远场接收测试），并总结整个软件的双极化/单极化双轨架构。

一、远场测试的目的与条件

1.1 为什么需要"远场"？

天线方向图是远场特性——只有在足够远处，天线辐射才近似平面波，方向图才"稳定成形"（不再随距离变化）。近场测得的方向图是"畸变"的。

远场条件：

R_{ff} \ge \frac{2D^2}{\lambda}

其中 $D$ 为天线口径， $\lambda$ 为波长。例： $D = 2$ m、 $f = 9.1$ GHz（ $\lambda \approx 3.3$ cm）→ $R_{ff} \ge 2\times4/0.033 \approx 242$ m。这就是为什么远场测试需要大场地。

1.2 测试目的

远场接收测试：信号源放在远场照射，雷达接收，逐通道记录幅度。用途：

验证整机（天线+TR+接收链路）接收方向图
与暗室测试结果互验
阵列通道一致性终检

二、模式 6 流程

2.1 初始化（FarFieldReceiveInit）

void CTRTestSC::FarFieldReceiveInit()
{
    // 1. 统计有效通道数（根据 DBF 使能与否走不同逻辑）
    m_ValidChnnNum = GetValidChannNum(Cmd[dspParaDBFEna], Cmd);

    // 2. 创建数据文件
    FileName.Format("FarField_%04d%02d%02d%02d%02d%02d_%d.txt", 时间, m_RfFreqFloat);
    m_FarFieldFile.Open(...);

    // 3. 下发全部参数到 DSP
    USER_SetAllPara(g_SendMask, Cmd[dspParaDBFEna], Cmd);

    // 4. 若 DBF 扫描模式 → 需要全 IQ 数据
    if(m_DbfScanFlag)
        g_TrTestNeedSpaceIQFlag = TRUE;

    m_StartTrTest = TRUE;
}

GetValidChannNum 的逻辑（值得单独讲）：

if (isDbfValid)  // DBF 使能
{
    if ((Para[dbfIQType] & 0x01) != 0x01)  // 非按IQ方式
    {
        // 统计 dbfTermDIFRMask0 起的掩码中置位的通道数
        for (j=0; j<MAXDIFRNUMBER; j++)
          for (i=0; i<16; i++)
            if (Para[dbfTermDIFRMask0+j] & (0x01<<i)) dbfBeamNum++;
    }
    else  // 按IQ方式：根据终端号选掩码段
    {
        switch(g_TermID) { case 0: AddrOffset=dbfTerm0Mask0; ... }
        for (j=0; j<4; j++)
          for (i=0; i<16; i++)
            if (Para[AddrOffset+j] & (0x01<<i)) dbfBeamNum++;
    }
}
else  // 无 DBF：统计 pMultiChanOutSel 中未屏蔽的通道
{
    for (i=0; i<16; i++)
        if ((Para[pMultiChanOutSel] & (0x01<<i)) == 0) dbfBeamNum++;
}

掩码（Mask）统计法：DSP 用位图掩码描述"哪些通道有效"（1=有效）。软件遍历掩码数 1 的个数就是有效通道数。位图是嵌入式系统最紧凑的集合表示——一个 32 位整数能表达 32 个通道的开关状态。

2.2 数据采集（FarFieldReceiveProcess）

void CTRTestSC::FarFieldReceiveProcess()
{
    short *DataPoint;
    for(i=0; i<MAXACHANNUM; i++)
    {
        // 每个通道的数据位置：结果缓冲 + 帧头 + (BinNum+头长)*通道号
        DataPoint = (short*)(dspBuf + g_ResultBufStart[0] + ZVWHEADLEN
                             + (Cmd[dspParaBinNum]+ZVWHEADLEN)*i);
        m_ChanAmp[i] = DataPoint[Cmd[dspParaSuLocate]] * 0.01f;  // 幅度×0.01
    }
    SetEvent(m_TRTestDataEvent);
}

数据布局：DSP 结果缓冲里，各通道数据按"通道号×（距离库数+头长）"间隔排列。dspParaSuLocate 指定取哪个距离单元的幅度，*0.01 把定点数转成 dB 单位（DSP 内部用 0.01dB 量化）。

2.3 写文件（FarFieldReceiveProc）

// 每行：角度 + 各通道幅度
if(m_DbfScanFlag)
    value.Format("%.3f\t", (USHORT)dspStatus[dspELSt]*0.01f);  // DBF扫描：用状态字仰角
else
    value.Format("%.3f\t", m_FarFieldAngle);                    // 固定：用界面角度

for(i=0; i<m_ValidChnnNum; i++)
    value += Format("%.3f\t", m_ChanAmp[i]);
value += "\n";
m_FarFieldFile.Write(value);

文件格式：每行 = 一个测量角度 + 所有通道幅度。转台每转到一个角度写一行，最终形成"角度×通道"矩阵，可直接绘图或导入专业工具做方向图分析。

2.4 DBF 扫描模式

if(m_DbfScanFlag)
{
    g_TrTestNeedSpaceIQFlag = TRUE;   // 需要全 IQ
    // 写文件时角度取 dspStatus[dspELSt]（实时仰角）
}

DBF 扫描时，雷达自身在电扫（波束跳变），软件需要全 I/Q 数据流，角度从 DSP 状态字实时读取——电扫角度由 DSP 控制，软件只记录。

三、单极化（SL）变体：全软件的双轨架构

3.1 什么是 SL？

SL = Single-Line / Single-Polarization（单极化）。当 g_Dbf2SysInfo.DualPolarProcEna == false 时，系统只有一路极化（通常 H），不需要双通道处理。

3.2 双轨架构

模式 0：RecvAdjustInit  vs  SLRecvAdjustInit
模式 1：SendAdjustInit  vs  SLSendAdjustInit
模式 2：AntRecvAdjustInit vs SLAntRecvAdjustInit
模式 3：AntSendAdjustInit vs SLAntSendAdjustInit
模式 4：DarkRoomRecvInit vs SLDarkRoomRecvInit
模式 5：DarkRoomSendInit vs SLDarkRoomSendInit
（模式 6 无 SL：远场天然按通道采集）

调度入口：

switch(m_TrTestMode)
{
case 0:
    if(g_Dbf2SysInfo.DualPolarProcEna) RecvAdjustInit();
    else                                SLRecvAdjustInit();
    break;
...
}

3.3 SL 与双极化的具体差异

差异点	双极化	单极化 SL
单元数	`g_BeamArrayNum >> 1`（H/V 各半）	`g_BeamArrayNum`（全部）
数据布局	H/V 交替存储（`BinNum22*i`）	单路连续（`BinNum2i`）
GPIOPORT 控制	按 H/V 设置电平	固定
TR 控制	`g_TRMapData` 查表	`SCUartCtlDataSL` 查表
取样	双通道 I/Q	单通道 I/Q

数据布局差异示例（暗室接收）：

// 双极化：H 在 4×BinNum×i 处，V 在 4×BinNum×i+2×BinNum 处
H: globalBuf[BinNum*2*2*i + 2*SuLocate]
V: globalBuf[BinNum*2*(2i+1) + 2*SuLocate]

// 单极化：每波位只占 2×BinNum
H: globalBuf[BinNum*2*i + 2*SuLocate]

计算机知识：这是"同一软件支持两种硬件配置"的经典手法——用全局配置开关（DualPolarProcEna）驱动两套实现，避免每次判断散落在代码各处。代价是代码量翻倍（这也是为什么这个文件有 8000 多行），维护时需要"改了双极化记得改单极化"。

四、全 6 模式的功能矩阵

模式	目的	信号源	扫描	输出
0 内接收校准	接收通道幅相校准	机内	无	校准系数文件
1 内发射校准	发射通道幅相校准	机内取样	逐通道	校准系数文件
2 外接收校准	含天线的接收校准	外部信号源	转台	校准系数文件
3 外发射校准	含天线的发射校准	外部接收	转台	校准系数文件
4 暗室接收波瓣	接收方向图	暗室信号源	仰角+DBF	波瓣数据文件
5 暗室发射波瓣	发射方向图	发射取样	仰角	波瓣数据文件
6 远场接收	整机接收方向图	远场信号源	角度	角度×通道文件

五、一句话总结

模式 6 是"最朴素"的测试：转台转一个角度、记一行各通道幅度，靠 DSP 结果缓冲的通道交错布局逐通道取数。 而整个软件的双极化/单极化双轨，则体现了"一套软件适配两种硬件"的工程取舍——灵活但倍增维护量。

下一篇：WRSP6TK 雷达 TR 测试软件源码精讲（7）：数据后处理——方向图计算、波束宽度、副瓣与校准系数打包