WRSP6TK 雷达 TR 测试软件源码精讲（1）：系统总览与架构

本系列以 C:\Data\WRSP6TK64_SRC_20260730\WRSP6TK\WRSP6TK 工程中的 CTRTestSC（TRTestSC.cpp，约 8 千行）为对象，逐模式剖析相控阵雷达 TR 组件测试软件的实现，并补充背后的物理规律、公式与计算机知识。本篇为总览。

一、这个软件是干什么的？

CTRTestSC 是一个 TR 组件测试与校准工具，运行在雷达上位机（Windows/MFC 对话框程序）上，用来：

校准：测量每个 TR 组件的幅度/相位误差，生成校准系数（发射/接收、H/V 极化、内/外校准）
测波瓣图：在暗室（微波暗室）里测量天线的发射/接收方向图，计算波束宽度、副瓣电平
远场测试：采集各通道幅度，用于远场方向图评估

一句话：它是雷达出厂前"体检"和"矫正"的工具软件。

二、硬件链路（先画全局地图）

                    ┌──────────────────────────────────────────┐
                    │             上位机（本软件）               │
                    │  MFC对话框 + 数据线程 + 文件/Excel导出      │
                    └──────┬───────────┬───────────┬───────────┘
                           │           │           │
              TRBEAMPORT  │  UART0PORT│  RXBEAMPORT/RXCORRPORT/
              (发射波束系数)│  (TR开关)  │  TRCORRPORT(校正系数)
                           ▼           ▼           ▼
┌──────────────┐   ┌────────────┐  ┌────────────┐  ┌────────────┐
│  TR组件阵列    │◄──┤ 波控/功放   │  │ TR控制(串口) │  │  DIFR收发机  │
│ (H/V极化单元) │   │ (TRBEAM)   │  │ (UART)     │  │  (数字中频)  │
└──────┬───────┘   └────────────┘  └────────────┘  └─────┬──────┘
       │                                                   │
       └─────────────── 天线阵面 ─────────────────────────┘
                                 ▲
                     DSP 回传数据（网络/UDP）→ globalBuf

四条软件-硬件通道：

通道	端口宏	用途
发射波束系数	TRBEAMPORT	下发各 TR 通道发射波束的幅相系数
校正系数	TRCORRPORT / RXCORRPORT	下发接收/发射校准系数（含 DIFR 校正）
接收波束系数	RXBEAMPORT	下发 DBF 接收波束系数
TR 通道开关	UART0PORT	串口控制 TR 组件开关（通/断、选通道）

术语注释：

TR 组件（T/R Module，收发组件）：相控阵天线每个单元后面接的"小雷达"，含发射功放、接收低噪放、移相器、衰减器。阵列有多少个单元就有多少个 TR 组件。

DIFR（Digital IF Receiver，数字中频接收机）：把射频信号下变频到中频并数字化，做数字下变频（DDC）、数字正交变换得到 I/Q 数据。一个 DIFR 通常对应多个通道。

DBF（Digital Beam Forming，数字波束形成）：在数字域对各通道 I/Q 加权求和形成波束。

波控（Beam Steering）：计算并下发每个移相器的控制数码。

I/Q 数据：正交解调后的同相/正交分量，携带回波的幅度和相位信息。

三、7 种测试模式（m_TrTestMode）

┌────┬────────────────────────┬──────────────────────────────────┐
│ 0  │ 内接收校准 RecvAdjust   │ 机内信号源注入，校准接收通道幅相    │
│ 1  │ 内发射校准 SendAdjust   │ 机内耦合取样，校准发射通道幅相      │
│ 2  │ 外接收校准 AntRecvAdjust│ 外接信号源（天线口），校准接收通道   │
│ 3  │ 外发射校准 AntSendAdjust│ 外接测量，校准发射通道              │
│ 4  │ 暗室接收波瓣图 DarkRoomRecv │ 暗室转台扫描，测接收方向图      │
│ 5  │ 暗室发射波瓣图 DarkRoomSend │ 暗室扫描，测发射方向图          │
│ 6  │ 远场接收测试 FarFieldReceive│ 远场逐通道幅度采集              │
└────┴────────────────────────┴──────────────────────────────────┘

每种模式都有双极化版（g_Dbf2SysInfo.DualPolarProcEna 为真，H/V 同时处理）和单极化 SL 版（假，只处理一路）。

四、数据流与线程模型

4.1 线程模型

主线程（UI 消息循环）
  └─ OnBnClickedButtonTrteststart：读取参数、调用对应 Init()
  └─ OnTimer(1)：定时触发一次取数（g_TrTestNeedSpaceIQFlag = TRUE）
  └─ OnComm：串口收到 TR 位置/计数帧

数据线程（TRTestDataThread，最高优先级，等待事件）
  └─ 收到 m_TRTestDataEvent 事件后 → 调用对应模式的 DataProc()（后处理）

关键机制：

SetEvent(m_TRTestDataEvent)：当一帧数据取完（...DataProcess 回调里）后触发事件，唤醒数据线程做后处理
g_TrTestNeedSpaceIQFlag：定时器到点置位，表示"该取一次 I/Q 数据了"
数据回调（...DataProcess）→ 线程（...DataProc）两级流水：采集与处理解耦，避免 UI 卡顿

4.2 数据缓冲

globalBuf / g_DBFDataBuff（DSP 回传的原始 I/Q 数据）
    │
    ├─ 结构：每通道 I/Q 交替存储
    │   H通道: globalBuf[BinNum*2*2*i + 2*SuLocate]     （I）
    │           globalBuf[BinNum*2*2*i + 2*SuLocate + 1]（Q）
    │   V通道: globalBuf[BinNum*2*(2i+1) + ...]
    │
    └─ 其中：BinNum=距离库数，SuLocate=取样距离单元，
             i = 波位/通道序号

计算机知识：数据按"通道×距离库×I/Q"交错存储，是为了让 DSP 顺序写、顺序读，充分利用缓存局部性（cache-friendly），避免随机访问。

五、UART 串口同步协议

// TRTestOpenUart：发 0x5a 握手，开启接收
// OnComm：逐字节解析
0xa5（帧头）→ 3 字节计数（Stm32Count）→ 帧结束

if (Stm32Count == m_DataCount)   // 计数连续 = 位置有效
    SetTimer(1, m_GetDataTime);  // 延时后取数
else
    m_UartErrorCount++;          // 位置乱序，记错误

作用：TR 转台/扫描机构每到一个新位置，通过 UART 上报位置计数。软件用"计数连续"判断位置是否有效，再延时等待 DSP 数据稳定后取数。

计算机知识：这是典型的生产者-消费者同步——硬件（TR 位置）是生产者，软件取数是消费者，中间用"计数校验 + 定时器延时"做软同步。串口数据逐字节到达（每字节触发一次 OnComm），所以需要状态机（m_CommHeadFlag + m_CommDataCount）拼帧。

六、测试参数配置体系

6.1 三类参数来源

来源	内容	读取函数
`TRTestConfig.ini`	测试模式、阵列参数、串口、角度表	`OpenTRConfig`
`TestPara\*.txt`（14 个文件）	各模式的 DSP 命令参数	`ParaOpen` → `m_xxxCmd[]`
界面控件	DIFR 选择、通道选择、时延参数	`DisplayPannel`

6.2 14 个参数文件的命名规律

Inner/Outer/Lobe   ×  Recv/Send   ×  Calibtate/Difr   +  M(多波束)
  校准区域            收发方向          参数类型

例：
  InnerRecvCalibtate.txt   → 内接收校准参数
  LobeSendMDifr.txt        → 暗室发射波瓣图多波束参数

计算机知识：参数文件是"数据与代码分离"的体现——测试参数变化频繁（频点、通道、扫描范围），若硬编码在代码里，每次修改都要重新编译。改成配置文件后，运行时可调、无需重编译。

6.3 阵列参数

参数	含义
`m_ArrayXInterval / m_ArrayYInterval`	单元 X/Y 间距（cm），决定波束指向公式里的 d
`m_ArrayGapNum`	每个单元的"份数"（多通道复用时的逻辑分组）
`m_ArrayLineNum`	波瓣图需要采集的线数
`g_BeamArrayInterval`	全局单元间距（cm）
`g_BeamArrayNum`	全局单元数

七、核心数据结构速查

结构	用途
`m_AdjustSrcIQ[][2]`	校准源 I/Q（测量到的原始幅相）
`m_AdjustFactIQ[][2]`	校准系数 I/Q（待下发）
`m_AdjustSrcAP / m_AdjustFactAP[][2]`	对应的幅度/相位（dB/度）
`m_DarkRoomSouIQ[][][2]`	暗室数据（i: 单元份数, j: 线数）
`m_DarkRoomSouTmpHIQ[80][][2]`	暗室多波位暂存（H）
`m_ScanBeamBit[900]`	扫描波位表（仰角编码）
`m_BeamData / m_TmpBeamData[][]`	发射波束系数（32位打包）
`m_DBFBeamCoeff_DataI/Q[][]`	DBF 接收波束系数（I/Q 浮点）

八、软件工程要点总结

两级流水：采集回调（DataProcess）+ 处理线程（DataProc）解耦，UI 不卡
事件驱动：CreateEvent + WaitForSingleObject 线程同步
配置外置：ini + txt 参数文件，运行时加载
文件输出：测试结果写成 txt/Excel，文件名带频点、时间、角度（%.3fGHz_..._%04d%02d%02d...），便于追溯
双极化/单极化分支：DualPolarProcEna 全局开关驱动两套流程，复用公共逻辑

九、一句话总结

TRTestSC 是一个"硬件在环"的测试上位机：通过四条通信通道（波束系数、校正系数、TR开关、DSP数据）驱动 TR 阵列，按 7 种模式完成校准与波瓣测量，用"回调采集 + 线程处理 + 事件同步"的架构保证实时性，用配置文件保证灵活性。

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