专利名称：测波雷达通用化视频信号采集处理电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种信号采集电路，尤其涉及一种测波雷达通用化视频信号采集处 理电路，属于雷达视频信号采集领域。
背景技术：
测波雷达用于对近岸或海洋船舶航路周围海浪场及海面流场等海洋动力环境进 行稳定、可靠、实时、连续的监测，在区域性海洋监测技术中与波浪浮标、测流仪(海 流计、声学海流剖面仪(ADCP))以及高频地波雷达等浪流监测设备互补。在当前世界范围内，无论是军用测波雷达还是民用测波雷达，已定型测波雷达 或是在研测波雷达，基本都借助于各种X波段船舶导航雷达为研制平台，通过设计与相 应导航雷达接口和信号特性相匹配的视频信号采集设备，采集近岸或海洋船舶周围的海 面回波数据，进行一定的数字信号处理后，通过PCI或其它接口将数据发送给终端计算 机进行回波显示和浪流反演处理，最终形成实时海面环境信息产品。目前国内在研测波雷达的视频信号采集处理设备大多接口简单，信号转换及采 集电路均针对所使用的固定型号导航雷达进行专门设计。这种针对性设计方法虽然具有 设计简单、调试方便的优势，但会导致信号采集设备通用性较差，仅能匹配同一厂家、 同一系列导航雷达的接口及信号要求。
发明内容
本发明针对目前测波雷达视频信号采集设备通用性差的问题，而提出一种能对 不同导航雷达所提供的多种视频信号进行采集处理的电路。该电路的结构包括信号转换模块、AD采集模块、FPGA模块、晶振、接口转换 模块和电源模块，视频信号依次通过信号转换模块、AD采集模块后接入FPGA模块， FPGA模块通过接口转换模块与接口设备连接，晶振分别连接AD采集模块与FPGA模 块，电源模块连接外部电源分别给上述所有模块供电。所述FPGA模块连接千兆以太网络。优选地，所述AD采集模块采用双极性AD采集芯片AD9246。本发明能对不同导航雷达设备所提供的单极性视频信号、多极性视频信号、分 离视频信号、混合视频信号等多种视频信号进行接口匹配和数据采集，增强信号采集处 理设备的接口适应能力和信号兼容能力，有效提高设备的实用性，降低测波雷达的开发 和维护成本。
图1为本发明的电路模块结构示意图。
具体实施例方式本发明测波雷达通用化视频信号采集处理电路的模块结构如图1所示，包括信 号转换模块、AD采集模块、FPGA模块、晶振、接口转换模块和电源模块，视频信号依 次通过信号转换模块、AD采集模块后接入FPGA模块，FPGA模块通过接口转换模块与 接口设备连接，晶振分别连接AD采集模块与FPGA模块，电源模块连接外部电源分别给 上述所有模块供电。为实现本发明的技术目的，需要选择合适的信号采样频率。因舰(船)载测波 雷达的装配需要，其使用的导航雷达各不相同，不同的导航雷达所设计的最小发射脉冲 宽度不尽相同，对视频信号采集设备的采样频率有不同的最低要求，因此为适应采集设 备的通用化要求，本发明的时钟采用Vishay公司的XOSM-572，输出频率为100MHz。 因不同的导航雷达视频信号的特性存在差异，有正极性视频信号，有负极性视频信号， 有正负双极性视频信号，有分离视频信号，也有混合视频信号，因此需选择双极性AD 芯片，同时考虑到测波雷达对数据精度的要求，本发明中AD采集模块采用AD公司的 AD9246(14位，峰峰值2V)。为实现雷达视频信号处理和视频数据传输，需综合分析 信号处理规模，计算数据传输流量，本发明中FPGA模块采用XILINX公司的VIRTEX-5 XC5VLX30T FFG665 (可用资源8个RocketIO、19200个逻辑单元、32个乘法器、4个以太 网MAC、160个单端或80对差分IO等)，既能实现信号处理功能又能满足数据传输要求， FPGA模块同时接入千兆以太网络。由于不同导航雷达的信号幅度不尽相同，接口形式也各 不相同，因此需充分利用FPGA多余的IO管脚来设计多种信号接口形式的匹配电路。本方案实施中的几个关键设计要素如下1.用数字存储示波器对常见导航雷达的视频信号进行测试或根据雷达技术手册 对视频信号进行分析。2.根据雷达视频信号的接地电阻要求，预留视频信号接地电阻，通过运放电路 对视频信号进行幅度调整，再送入双极性AD芯片。3.编写VHDL语言实现FPGA对AD的数据的采集控制和存储；针对不同雷达 的通信格式设计不同的通信程序；针对不同格式的混合视频信号设计不同方式的视频解 码程序；设计千兆以太网数据通信程序实现与PC机的数据交换。下面为部分VHDL程序m_emac:MyEMAC—千兆网映射port map (GMII_CLK125 => GMII_CLK125，......GMII_RX_CLK_0 => GMII_RX_CLK_0，elk = > clk_xtal,rx_data0 => rx_data0,rx_datal => rx_datal,.........rx_datal0 => rx_datal0,......
tx_data(7 downto 0) => tx_data(15 downto 8),tx_data (15 downto 8) 二 > tx_data (7 downto 0),tx_data_en => tx_data_en,tx_fifo_ftill = > tx_fifo_foll)；fangwei:Radar_Ant—方位解码 1port map (elk => clk_40M，HD 二 > FW_hd，BP 二 > FW_br,Radat_Ant_en => Radat_Ant_en,count_num = > count_num,total_num = > total_num,FW_OUT = > FW_OUT_DATA)；fw_receive:uart_rx__ 方位角军码 2port map (elk 二> clk_xtal,serial_in => fw_serial_in,en_16x_baud == > baud_16x_38400，dout = > received_data_fw,data_present 二 > data_valid_fw)；ad_data_save:ad_ram—AD 存储port map (addra = > ram_addra,addrb = > ram_addrb，clka => clk_40M,clkb => clk_xtal,dina = > ad_to_ram_r, —ad_in_i, 2 chou qudoutb => ram_doutb,wea = > ram_wea)；fir:ad_fir—FIR 滤波port map (RFD => open,RDY => open,CLK => clk_xtal,DOUT => ad_data_in,
DIN = > ad_data_in_s)；Process l:ad_processl—视频角军码 1port map (elk => clk_xtal，mode = > mode_sel,ad—in = > signal_in,fw_out => received_fw,trig_out => received_trig,data = > received_data)；Processl:ad_process2—视频角牟码 2port map (elk = > clk_xtal,mode => mode_sel,ad_in => ad_data_in,fw_out = > fw_resut,trig_out 二 > trig_resut,data = > ad_data_vedio)；
权利要求
1.一种测波雷达通用化视频信号采集处理电路，其特征在于包括信号转换模块、 AD采集模块、FPGA模块、接口转换模块和电源模块，视频信号依次通过信号转换模 块、AD采集模块后接入FPGA模块，FPGA模块通过接口转换模块与接口设备连接，电 源模块连接外部电源分别给信号转换模块、AD采集模块、FPGA模块和接口转换模块供电。
2.根据权利要求1所述的测波雷达通用化视频信号采集处理电路，其特征在于还 包括晶振，晶振分别与AD采集模块和FPGA模块连接。
3.根据权利要求1所述的测波雷达通用化视频信号采集处理电路，其特征在于所 述AD采集模块采用双极性AD采集芯片AD9246。
4.根据权利要求1所述的测波雷达通用化视频信号采集处理电路，其特征在于所 述FPGA模块连接千兆以太网。
全文摘要
本发明公开了一种测波雷达通用化视频信号采集处理电路，该电路的结构包括信号转换模块、AD采集模块、FPGA模块、晶振、接口转换模块和电源模块，视频信号依次通过信号转换模块、AD采集模块后接入FPGA模块，FPGA模块通过接口转换模块与接口设备连接，晶振分别连接AD采集模块与FPGA模块，FPGA模块接入千兆网络，电源模块连接外部电源分别给上述模块供电。本发明能对不同导航雷达设备所提供的多种视频信号进行接口匹配和数据采集，有效提高了设备的实用性，降低了测波雷达的开发和维护成本。
文档编号G01S7/48GK102012500SQ20101050958
公开日2011年4月13日 申请日期2010年10月18日 优先权日2010年10月18日
发明者丁友峰, 周亮, 施春荣, 马伟伟 申请人:南京鹏力科技有限公司