雷达信号采集还原器的制作方法

本发明涉及一种雷达信号采集还原器。

背景技术：

雷达信号采集与还原系统，是船舶交通管理系统的重要部分，随着技术的革新，人们对数据处理的速度与质量有着更高的要求，作为数据处理系统的前端，现有的采集与还原系统使用较为复杂且需要调整，研发与测试时间消耗了大量的时间与精力，且雷达外场测试的强度和工作难度较高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种简化设计，方便采集的雷达信号采集还原器，为了达到上述目的本发明采用如下技术方案：

一种雷达信号采集还原器，包括采集器、还原器，所述采集器包括：

触发脉冲控制模块，用于控制发送到发射机的触发信号；

发射机，用于发射雷达射频信号；

接收机，用于对接收到的回波信号进入混频、放大；

adc模块，用于视频回波信号的模数转换；

信号处理采集模块，在雷达模式下用于回波信号处理，在采集模式下用于原始回波信号的采集；

图像处理模块，对采集的回波信号进行图像处理，在雷达模式下用于处理回波信号发送到显示单元进行显示，在采集模式下不进行图像处理；

采集综合控制模块，用于控制指令的接收和发出，控制整个采集器的运作；

采集显示单元，在雷达模式下用于雷达的各项操作，在采集模式下负责将采集到的原始回波信号存储到sd卡。

优选的，所述还原器包括：

还原显示单元，用于读取并发送所述采集器采集的雷达原始信号；

还原综合控制单元，用于控制还原器的运作指令和通过网络与所述还原显示单元的连接；

还原模块，用于对采集信号进行解码，排序和并发送至dac模块；

dac模块，将信号还原模块发来的数字信号还原为模拟视频信号；

视频放大器，将dac模块输出的视频信号比例放大到雷达信号处理单元所需的信号强度。

优选的，所述还原器所述发射机包括：

trig电路，对触发脉冲进行信号放大和整形后传送到发射机，以通过发射机产生射频信号并利用天线发射电磁波到外部空间。

优选的，所述信号处理采集模块采用xc6slx_9现场可编程门阵列。

优选的，所述图像处理模块采用xc6slx_9现场可编程门阵列。

优选的，所述采集综合控制模块采用lpc4333数字信号控制器。

优选的，所述adc模块采用adc08200cimt模数转换芯片。

本发明提供的雷达信号采集还原器将产品的使用尽量简化，不需要进行过多的调整，方便各种不同程序的人员使用和采集数据；数据采集后用于后端实验室进行分析和测试，可以大幅度减少研发人员测试的时间，降低研发成本，提高研发效率。通过采集不同环境下的各种回波数据，可以实现在实验室中对信号处理算法等的验证和调试，极大的减轻的雷达外场测试的强度和工作难度，降低了开发成本，提升了工作效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1是本发明实施例采集器触发脉冲控制模块原理图；

图2是本发明实施例采集器trig电路原理图；

图3是本发明实施例信号处理采集模块原理图；

图4、5是本发明实施例视频处理单元原理图；

图6～8是本发明实施例综合控制模块原理图；

图9是本发明实施例adc模块原理图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此以本发明的示意性实施例及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例

一种雷达信号采集还原器，包括采集器、还原器，其中所述采集器包括：

触发脉冲控制模块，用于控制发送到发射机的触发信号；

发射机，用于发射雷达射频信号；

接收机，用于对接收到的回波信号进入混频、放大；

adc模块，用于视频回波信号的模数转换；

信号处理采集模块：在雷达模式下用于回波信号处理，在采集模式下用于原始回波信号的采集；

图像处理模块，对采集的回波信号进行图像处理，在雷达模式下用于处理回波信号发送到显示单元进行显示，在采集模式下不进行图像处理；

采集综合控制模块，用于控制指令的接收和发出，控制整个采集器的运作；

采集显示单元，在雷达模式下用于雷达的各项操作，在采集模式下负责将采集到的原始回波信号存储到sd卡。

如图1所示，所述触发脉冲控制模块采用xc6slx_9现场可编程门阵列的逻辑分区d，如图2所示，所述trig电路包括依次电连接的与非门、rc并联模块、三极管以及三极管对管，如图3所示，所述信号处理采集模块采用xc6slx_9现场可编程门阵列逻辑分区b，所述视频处理单元包括如图4和如图5所示的xc6slx_9现场可编程门阵列的不同内部逻辑分区a和c，所述采集综合控制模块采用如图6、7所示的lpc4333数字信号控制器及图8所示的xc6slx9_1现场可编程门阵列逻辑分区a，如图9所示，所述adc模块采用adc08200cimt模数转换芯片。

上述实施例可实现的采集工作流程如下：

1.在采集工作开始前，系统工作在雷达模式，可能进行雷达的相关功能，这时需对系统进行收发调谐，回波在显示器上的显示状态也与正常雷达无异；

2.通过显示器开启采集功能后，系统进入采集模式，综合控制模块放开采样控制信号，将vrt设置为3.3v，将vrb设置为0v，adc电路受控进入全采集模式，全部回波从最强到最弱将均经过a/d转换后送入信号处理/采集模块；

3.在显示器上设置好要进行采集的量程后，按发射键，采集器在等到第一个船首信号后开始采集回波信号，在开始回波数据信号采集时，综合控制模块会先记录雷达的船首和方位信息，并将这些信息存储到当前回波信号的数据串的头部，用于识别每一条信号；

4.一次发射的回波信号经接收机送入adc模块，整个信号通过放开vrt和vrb差值到最大实现全转换并送信号处理/采集模块；在开始回波数据信号采集时，综合控制模块会先记录雷达的船首和方位信息，并将这些信息存储到当前回波信号的数据串的头部，用于识别每一条信号；

5.信号处理/采集模块对送来的信号进进行编码后送到图像处理模块；

6.采集模式下图像处理模块不会对回波信号进行任何算法处理，直接通过综合控制模块网络将采集信号送到显示单元；

7.显示单元将未经处理的信号直接显示在屏上用于监测系统工作状态，同时将采集到的回波信号按条存入sd卡，至此一次发射采集完成；

8.多次的回波信号按其采集的顺序编码存入sd卡备用，每一次采集，显示器会根据量程和采集次数，采集圈数等为采集文件命名，以便于区分不同的采集数据；采集时系统会自动识别sd卡中已经存在的采集数据包，并自动进行排序。

上述实施例实现的采集器作用与用途：

1.将产品的使用尽量简化，使用不需要进行过多的调整，方便各种不同程序的人员使用和采集数据；

2.数据采集后用于后端实验室进行分析和测试，比如用于matlab仿真，模拟回放等；

3.可以大幅度减少研发人员进行海上测试的时间，降低研发成本，提高研发效率。

所述还原器包括：

还原显示单元，用于读取并发送所述采集器采集的雷达原始信号；

还原综合控制单元，用于控制还原器的运作指令和通过网络与所述还原显示单元的连接，所述还原综合控制模块也采用如图6、7所示的lpc4333数字信号控制器及图8所示的xc6slx9_1现场可编程门阵列逻辑分区a；

还原模块，用于对采集信号进行解码，排序和并发送至dac模块；

dac模块，将信号还原模块发来的数字信号还原为模拟视频信号；

视频放大器，将dac模块输出的视频信号比例放大到雷达信号处理单元所需的信号强度。

上述实施例方案中，雷达信号处理单元采用雷达还原器输出的视频信号并对其进行与真实雷达相同的信号处理过程；并通过雷达显示器用于显示还原后的雷达回波图像；

上述实施例可实现的还原工作流程如下：

1.开机后在显示器上设置读取读取选定的sd卡中对应的回波数据，并读入内存，按发射后数据会发送到网口；

2.综合控制模块通过网口接收到每条(等同于雷达天线一次发射)数据并将其发送到信号还原模块；

3.信号还原模块将收到的每条信号进行解码，将每条信息中记录的与船首和方位有关的信息读取后经过综合处理模块还原为雷达的船首和方位脉冲信号，回波数据则发送到dac模块；

4.dac模块将信号转换为模拟视频信号，并送到视频放大模块放大到雷达信号处理单元所需的信号强度；

5.将视频信号与船首、方位信号同步接入到真实雷达的信号处理板，此时雷达还原器的作用就相当于真实的雷达天线，将“真实”的回波信号输送到雷达的信号处理板上，进行信号处理并最终显示在雷达屏上，通过采集不同环境下的各种回波数据，就可以实现在实验室中对信号处理算法等的验证和调试，极大的减轻的雷达外场测试的强度和工作难度，降低了开发成本，提升了工作效率。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。