一种雷达总站调试工装的制作方法

本实用新型属于雷达调试技术领域，具体涉及一种雷达系列产品的总站调试专用测试工装。

背景技术：

如图1所示，该系列雷达在总站调试过程中，要求雷达跟踪波束指向与光轴指向一致(即：光电轴校准)校准测试，需要把总站同步差分脉冲信号传输到50米外的调试工装，经调试工装变换(即：差分脉冲变单端脉冲→延时调节→脉宽调节→幅度调节)后，再送到微波信号源进行脉冲调制，这样微波信号源输出的雷达模拟目标由喇叭天线向外辐射，雷达接收跟踪喇叭天线辐射模拟目标，进行光电轴校准调试。

现有技术中，在雷达总站调试过程中，把信号处理的总站同步脉冲先经过差分变成单端工装后输出，再去触发安捷伦33250A脉冲源，使得输出的脉冲信号在延时、脉宽、幅度上均可调，最后送到微波信号源。

原来工装只能把RS-485差分信号变换成单端输出TTL电平的方波脉冲信号，但是不能进行脉冲信号的处理，这样就需要借助市面上的仪表产品(如：安捷伦33250A脉冲源)来进行脉冲信号的处理，这样就存在调试成本高、操作相对繁琐以及降低工作效率等弊端。

技术实现要素：

要解决的技术问题

本实用新型工装就是解决了原来工装和安捷伦33250A脉冲源二合一的功能，(即：替代了原来工装和脉冲源的功能)，该工装针对雷达所需要的脉冲信号进行处理，(即：对脉冲信号宽度的改变、对脉冲延迟时间的改变和对脉冲输出幅度大小的改变)，这样就解决了原来工装所需要安捷伦脉冲源仪表而带来的一些弊端。

技术方案

一种雷达总站调试工装，其特征在于包括接收信号变换电路、延时和脉宽控制电路、脉冲输出电路和电源；雷达输出的总站同步信号经过接收信号变换电路，将差分信号转换成单端TTL电平脉冲信号，单端TTL电平脉冲信号经过延时和脉宽控制电路后延时时间控制在0～70us之间连续可调和脉冲宽度控制在0～2.2us之间连续可调，把延时时间和脉宽合适的脉冲信号再输入到脉冲输出电路，同时输出两路脉冲，一路脉冲幅度是TTL电平，另一路脉冲是幅度在3.5V～10V连续可调。

所述的接收信号变换电路采用RS-485/RS-422总线接收专业芯片美信MAX3280，雷达总站同步信号从Vin+和Vin-输入，经R2匹配电阻，磁珠Z1和电容C13～C15组成电源滤波电路，最后，单端脉冲信号从MAX3280的3脚R0端口输出。

所述的延时控制电路采用74LS121非重复触发单稳态集成电路，上升沿触发，RC定时电路进行延时时间，通过电位器W1实现脉冲延时时间调整，TTL电平输出。

所述的脉宽控制电路采用74LS121非重复触发的单稳态集成电路，下降沿触发，RC定时电路进行延时，通过电位器W2实现脉冲宽度调整，TTL电平输出；输出脉冲分为两路：一路以TTL电平直接输出，另一路作为脉冲输出电路的输入。

所述的脉冲输出电路采用同相比例运算放大器AD811，其中电位器W3＝0～20k可调，电阻R8＝10k，Vi＝TTL电平，所以Vout≈TTL～10V连续可调。

有益效果

本实用新型提出的一种雷达总站调试工装，利用自己设计的差分转单端电路、脉冲延时与脉宽控制电路和输出电路之间合理的结合，对脉冲信号进行按要求的处理，达到该系列雷达在光电轴系校准时所需要输出的脉冲信号，弥补了目前市面上还没有一种仪表产品能替代该工装，同时在实际生产调试过程中与原来的工装相比，该工装体积小、重量轻、携带方便、操作简单、提高效率和降低生产成本等。

在脉冲延时与脉宽控制电路中自己采用先升沿单稳态触发器触发，再采用下降沿单稳态触发器触发得方式，巧妙的实现脉冲延时时间和脉冲宽度的调整，该电路具有可靠性高、成本低、电路实现容易和使用灵活等特点。

附图说明

图1雷达总站光电轴调试框图

图2调试工装原理框图

图3接收信号变换电路原理图

图4脉冲延时控制电路原理图

图5脉冲宽度控制电路原理图

图6脉冲延时和脉宽控制时序图

图7脉冲输出电路原理图

图8脉冲输出仿真电路原理图

图9脉冲输出仿真波形图

图10本实用新型电路原理图

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

如图2所示，为雷达调试工装原理框图，主要技术指标：

接收信号：RS-485/RS-422接口协议

输出信号(两路脉冲)：TTL电平和幅度约3.5V～10V连续可调

输出脉冲延时：TD≈0us～70us连续可调

输出脉冲宽度：TW≈0us～2.2us连续可调

脉冲触发方式：上升沿触发

电源供电方式：220V/50HZ

功耗：小于3W

信号流程：

①对于雷达输出的总站同步信号(即：差分信号RS485接口)，直接输入到该工装的接收信号变换电路，把差分信号转换成单端TTL电平脉冲信号。

②TTL电平脉冲信号再通过延时和脉宽控制电路，把该脉冲的延时时间控制在0～70us之间连续可调和脉冲宽度控制在0～2.2us之间连续可调。

③把延时时间和脉宽合适的脉冲信号再输入到脉冲输出电路，同时输出两路脉冲，一路脉冲幅度是TTL电平，另一路脉冲是幅度大约是在3.5V～10V连续可调。

基本原理：

①接收信号变换电路采用的是RS-485/RS-422专业接收芯片MAX3280来实现差分转换成单端信号。

②延时和脉冲控制电路采用，两片非重复触发的单稳态触发器集成电路74LS121，分别组成上升沿和下降沿单稳态触发电路，来实现脉冲延时和脉冲宽度的控制。

③脉冲输出电路采用高速运算放大器AD811集成电路来实现对脉冲幅度的放大与输出。

具体电路的实现：

(1)接收信号变换电路设计

这里采用RS-485/RS-422总线接收专业芯片美信MAX3280，因为该工装只接收差分信号的单向通信，这样做可以缩小电路板体积、简化电路设计、提高可靠性。

接收信号变换电路原理图具体如下(见图3)：

雷达总站同步信号(RS485差分信号)从Vin+和Vin-输入，经R2匹配电阻(120Ω)，磁珠Z1和电容C13～C15组成电源滤波电路，最后，单端脉冲信号从MAX3280的3脚R0端口输出。

(2)延时和脉宽控制电路设计

延时控制电路具体实现

延时处理电路是采用74LS121非重复触发单稳态集成电路，上升沿触发，RC定时电路进行延时时间，通过电位器W1(多圈玻璃釉W3296)实现脉冲延时时间调整，TTL电平输出。

延迟时间计算公式：Td＝(C13×W1)×In2≈0.693×C13×W1

脉宽控制电路具体实现

脉宽调整电路仍然采用74LS121非重复触发的单稳态集成电路，下降沿触发，RC定时电路进行延时，通过电位器W2(多圈玻璃釉W3296)实现脉冲宽度调整，TTL电平输出。

输出脉冲分为两路；一路以TTL电平直接输出，另一路去幅度调整电路。

脉冲宽度计算公式：τ＝(C18×W2)×In2≈0.693×C18×W2

脉冲延时和脉冲宽度控制的机理(见图6脉冲延时和脉宽控制时序图)：

(3)脉冲输出电路设计

该电路是同相比例运算放大器，根据理想运放‘虚短’(即V⁺＝V^-)和‘虚断’(即I⁺＝I^-＝0)以及基尔霍夫定律,可以理论计算出另外，W3＝0～20k可调，R8＝10k，Vi＝TTL电平，所以Vout≈TTL～10V连续可调。

脉冲输出电路仿真

用ADS对该电路仿真，仿真原理图(见图8脉冲输出仿真电路原理图)和仿真结果(见图9脉冲输出仿真波形图)。通过实际仿真结果与理论计算值基本吻合，所以在理论设计上该电路满足指标要求。

(4)电源的实现

本工装的电源是采用市面上常见的产品AC/DC开关电源变换模块。

主要技术指标如下：

输入：AC220V±10％，50HZ；

输出：+5V/1A；+12V/0.2A；-12V/0.2A；

电压精度：±1％；

电压调整率：≤0.5％(12V)；≤1％(5V)

电流调整率：≤1％(12V)；≤2％(5V)；

纹波：Vrms：≤2mV；

效率：60％

电源具有短路保护、过流保护、过压保护；

实测调试工装总电流不足150mA，功耗小于3W，所以该工装在散热设计上无需考虑风冷，自然散热但要避免在烈日下暴晒，该调试工装在某雷达实际生产调试应用中达到了预期的效果。