专利名称：火炮测速雷达数字信号处理终端装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及火炮测速雷达中的信号与数据处理装置，特别适用于对空间目标测量的弹道、速度等信号与参数作处理终端装置。
目前国内现有测速雷达，对空间目标测量的信号与参数处理均采用模拟滤波器在时域进行分析，这种用模拟滤波器进行信号处理的方法其缺点不能对多目标信号进行区分分析，不能实时数据处理，不能满足速射武器射击测速以及对特种弹测速的要求，并且装置增益低，作用距离短，分辨力低，采用模拟滤波器制作的设备其体积大、部件多，操作使用不方便。
本实用新型的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种能实时处理并传输数据、满足多目标测量要求，能适用特种弹测速范围广的火炮测速雷达数字信号处理终端装置，并本实用新型还具有高增益、作用距离远、小型化、并能适合在海上、陆地、炮载、车载等多种工作方式及在恶劣环境下使用，操作使用方便。
本实用新型的目的是这样实现的它由带通放大器1、混频器2、本振器3、低通滤波器4、A／D转换器5、信号处理器6、逻辑控制器7、触发电路8、键盘9、显示器10、接口电路11、电源12组成。
其中带通放大器1入端外接设备高频头、出端与混频器2入端1连接，本振器3出端与混频器2入端2连接，混频器2出端3串接低通滤波器4后与A／D转换器5入端1连接，A／D转换器5出端口3通过地址数据总线与信号处理器6入端口4连接，逻辑控制器7出端口1通过地址数据总线与低通滤波器4入端口3连接、出端口2通过地址数据总线与本振器3入端口连接、出入端口3通过地址数据总线与键盘9出入端口2连接、出端口4通过地址数据总线与显示器10入端口连接、出入端口5通过地址数据总线与接口电路11出入端口连接、出入端口6通过地址数据总线与信号处理器6出入端口1连接，信号处理器6入端2通过中断申请线与触发电路8出端3连接、入端3通过复位线与键盘9出端3连接，键盘9出端1通过人工启动线与触发电路8入端2连接，键盘9出端口4通过数据输入总线与信号处理器6入端口4连接，触发电路8入端1外接红外启动器，接口电路11输出外接打印机，电源12入端1外接交流电源、入端2外接直流电源、出端+V2、-V2电压端与带通放大器1电源入端连接、出端+V1、-V1电压端与其它各部件电源端连接。
本实用新型的目的还可以通过以下措施达到本实用新型的逻辑控制器7由地址扩展器13、数据扩展器14、反相器15、16、17、锁存器18、触发器19、锁存器20、驱动器21组成，其中信号处理器6出端口1通过并行出口数据总线2与地址扩展器13、数据扩展器14的各入端口1并接，地址扩展器13出端口2通过扩展地址线与本振器3入端口2连接，数据扩展器14出端口2通过扩展数据总线分别与锁存器18、20入端口1、低通滤波器4入端口3、本振器3入端口1并接，锁存器18出端口2通过数据总线与键盘9入端口2连接，锁存器20出端口2通过数据总线串接驱动器21后与显示器10入端口连接，接口电路11出入口端1、2分别通过并行出口总线2、并行入口总线2与信号处理器6入出端口5、6连接，信号处理器6出端口1中的输出允许控制线与A／D转换器5入端2连接、片选控制线串接反相器16后与本振器3入端3连接、输出允许控制线与锁存器18入端5连接、输入允许线、输出允许线分别与接口电路11入端3、4连接，信号处理器6出端2通过时钟线分别串接反相器15、17后与A／D转换器5、本振器3的入端4并接，键盘9出端1通过中断申请线串接触发器19后与信号处理器6入端3连接，地址扩展器13出端口2中的片线控制线与A／D转换器5入端1连接、输入响应线与低通滤波口4入端1连接、二根输出允许线分别与锁存器20、驱动器21入端5并接，键盘9出端口4输出并行入口数据总线并接电阻R1后接地，锁存器18出端口2输出数据总线并接电阻R2后接电源12出端+V1电压端，地址扩展器13、数据扩展器14、锁存器18、触发器19、锁存器20、驱动器21各出端3与电源+V1电压端连接，各出端4与地端连接。
本实用新型相比背景技术有如下优点1．本实用新型采用信号处理器6、逻辑控制器7进行新息变量窄带数字调制谱分析，使本实时新型信号处理分辨率大大提高，满足实时处理传输数据要求，并能适应大范围频率变化，满足多目标测量和适用特种弹测速的要求，同时能进行实时跟踪与预测。
2．本实用新型采用大规模数字集成电路制作，尤其采用集成数字信号处理器6，实现本实用新型的小型化，提高了可靠性，能满足适合在海上、陆地、炮载、车载等多种工作方式和在恶劣环境下使用。
3．本实用新型采用信号处理器6作信号频谱增强与频率精确提取，提高了抗干扰能力和雷达的作用距离，提高了测量精度和准确度。
4．本实用新型采用数字集成电路制作，因此不仅小型化，而且结构简单，操作使用方便。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。
图1是本实用新型原理方框图。
图2是本实用新型逻辑控制器7的电原理图。
参照图1、图2，本实用新型由带通信放大器1、混频器2、本振器3、低通滤波器4、A／D转换器5、信号处理器6、逻辑控制器7、触发电路8、键盘9、显示器10、接口电路11、电源12组成。其中带通放大器1入端外接设备高频头，高频头输入的零中频信号fd、出端与混频器2入端1连接。本振器3出端与混频器2入端2连接，混频器2出端3串接低通滤波器4后与A／D转换器5入端1连接，A／D转换器5出端口3通过地址数据总线与信号处理器6入端口4连接。带通放大器1其作用把高频头输入被测各种弹丸目标信号进行放大，同时进行带通滤波，提供具有一定幅度和一定频率范围的信号输入混频器2，并使带通放大器1和混频器2达到匹配。混频器2其作用把高频头输入的被测信号与本振器3输入的本振信号进行混频，取出差频，将预处理信号调制到低频段，进行信号处理。本振器3其作用产生一个本振信号，并达到与混频器2进行匹配，而且本振器3输出的信号由逻辑控制器7进行控制，对本振器3进行实时频率引导。低通滤波器4其作用将混频信号进行低通滤波，改善信号质量，防止采样信号发生混淆，并由逻辑控制器7进行实时频率引导。A／D转换器5其作用把模拟信号转换成数字信号，并将数字信号输入信号处理器6进行信号与数据处理，并A／D转换器5由逻辑控制器7控制进行实时信号采集、实时监控，使信号处理器6完成实时信号处理、多目标实时分辨及实时数据处理和实时监控。实施例带通放大器1采用市售F118型集成电路制作。混频器2采用市售VJH8型集成电路制作。本振器3采用市售AD7008型集成电路制作。低通滤波器4采用市售SB3928B型集成电路制作。A／D转换器采用市售AD779型集成电路制作。信号处理器6采用市售GKCTMS320C31型集成电路制作。
本实用新型逻辑控制器7由地址扩展器13、数据扩展器14、反相器15、16、17、锁存器18、触发器19、锁存器20、驱动器21组成，其电原理连接线路如下信号处理器6出端口1通过并行出口数据总线2与地址扩展器13、数据扩展器14的各入端口1并接，地址扩展器13出端口2通过扩展地址线与本振器3入端口2连接，数据扩展器14出端口2通过扩展数据总线分别与锁存器18、20入端口1、低通滤波器4入端口3、本振器3入端口1并接，锁存器18出端口2通过数据总线与键盘9入端口2连接，锁存器20出端口2通过数据总线串接驱动器21后与显示器10入端口连接，接口电路11出入口端1、2分别通过并行出口总线2、并行入口总线2与信号处理器6入出端口5、6连接，信号处理器6出端口1中的输出允许控制线与A／D转换器5入端2连接、片选控制线串接反相器16后与本振器3入端3连接、输出允许控制线与锁存器18入端5连接、输入允许线、输出允许线分别与接口电路11入端3、4连接，信号处理器6出端2通过时钟线分别串接反相器15、17后与A／D转换器5、本振器3的入端4并接，键盘9出端1通过中断申请线串接触发器19后与信号处理器6入端3连接，地址扩展器13出端口2中的片线控制线与A／D转换器5入端1连接、输入响应线与低通滤波器4入端1连接、二根输出允许线分别与锁存器20、驱动器21入端5并接，键盘9出端口4输出并行入口数据总线并接电阻R1后接地，锁存器18出端口输出数据总线并接电阻R2后接电源12出端+V1电压端，地址扩展器13、数据扩展器14、锁存器18、触发器19、锁存器20、驱动器21各出端3与电源+V1电压端连接、各出端4与地端连接。地址扩展器13其作用进行扩展地址，通过片选控制线控制A／D转换器5工作状态，通过输入响应线控制低通滤波器4工作状态，通过扩展地址线控制本振器3的工作状态，通过输出允许线经锁存器20、驱动器21控制显示器10工作状态。数据扩展器14其作用进行扩展数据，通过扩展数据线分别控制低通滤波器4、本振器3的工作状态，进行数据传输，通过扩展数据线经锁存器18、以及锁存器20、驱动器21对键盘9、显示器10进行数据传输。反相器15、17作用使时钟信号通过时钟线与本振器3、A／D转换器5进行时钟匹配，反相器16通过片选控制线对控制信号进行反相。锁存器18其作用对键盘9的数据输出进行控制锁存。触发器19其作用对键盘9的响应通过中断申请线给信号处理器6提供一个中断申请信号。锁存器20对显示器10的数据输出进行控制锁存，并通过驱动器21驱动显示器10工作。本实用新型电阻R1并接在键盘9的输出数据线上，其作用防止电源短路。电阻R2并接在键盘9的输入数据线上，用来提升电平。实施例地址扩展器13采用市售MC4514型集成电路制作，数据扩展器14采用市售74HC574型集成电路制作，反相器15、16、17采用市售74LS14型集成电路制作。锁存器18、20采用市售74HC574型集成块制作。触发器19采用市售MC14528型集成块制作。驱动器21采用市售LD32型集成块制作，电阻R1、R2均采用市售普通器件制作。
本实用新型信号处理器6入端2通过中断申请线与触发电路8出端3连接，信号处理器6入端3通过复位线与键盘9出端3连接，键盘9出端1通过人工启动线与触发电路8入端2连接，键盘9出端口4通过数据输入总线与信号处理器6入端口4连接。触发电路8入端外接红外启动器，接口电路11输出外接打印机，电源12入端1外接交流电源、入端2外接直流电源、出端+V2、-V2电压端与带通放大器1电源入端连接、出端+V1、-V1电压端与其它各部件电源端连接。触发电路8提供红外启动或人工启动两种启动方式，作为系统零点时刻信号，实施例采用74LS122型集成块制作。键盘9其作用输入操作参数，实现各种实时检测操作程序，实施例采用市售PVC型面板自制而成。显示器10其作用显示检测实时测量结果、参数及状态，实施例采用市售YXY6030型液晶显示器制作。接口电路11其作用对本实用新型输入输出检测数字信号，以便外接打印机把检测信号记录打印，实施例采用市集74HC574、74HC541型集成块制作。电源12其作用提供各级直流工作电压，实施例采用一般的直流电源线路自制而成，其输入AC端可外接90至135伏交流电压或180至270伏交流电压，输入DC端可外接正18至36伏直流电压。其输出四组直流电压+V1端输出+5V电压、-V1端输出-5V电压，+V2端输出+12V电压、-V2端输出-12V电压。
本实用新型简要工作原理如下来自高频头输入的零中频信号Fd经带通放大器1放大后输入混频器2，本振器3通过键盘9的预置参数由逻辑控制器7的控制产生预置的多普勒频率信号Fd预在混频器2中相减得差频信号△Fd，该信号经低通滤波器4放大滤波后在A／D转换器5中采用逻辑控制器7提供的时钟信号Fs进行信号采样，将连续的模拟信号变为离散的数字信号，该数字信号输入信号处理器6中，信号处理器6将输入的数字信号进行新息变量窄带调制谱分析、以及进行频谱增强、多目标辨识等信号处理，得到多普勒信号Fd的频率值，由信号处理器6根据得到的频率值进行检测和频率估计，根据频率估计结果通过本振器3进行频率实时控制，对下一个采样周期输入的多普勒频率信号Fd进行差频，开始下一轮信号处理工作，实现实时频率引导和目标跟踪任务。信号处理器6将一组多普勒信号fd的频率值结果进行剔野、拟合、外推得到被测弹丸目标速度，该目标速度由逻辑控制器7控制，实时传输至显示器进行显示，同时可传输给接口电路11进行输出或打印。
本实用新型安装结构如下本实用新型除键盘9、显示器10、电源12外，其余电路部件的元器件安装在2块长×宽为120×200毫米的印制板上，电源12的电源模块、电源接口控制安装在长×宽为40×100毫米的印制板上，所有电路按图1、图2连接线路，电路板各板之间采用屏蔽电缆连接，为防止干扰各线路板采用屏蔽安装结构，屏蔽层采用控制加温电路结构，使装置能在恶劣环境下工作。然后把印制板、连同屏蔽层安装在一个长×宽×高为320×260×56毫米的机箱内，机箱采用3毫米厚的铝板材料机械加工而成。在机箱前面板上安装键盘9、显示器10、高频头输入带通放大器1的输入电缆插座、红外启动输入触发电路8的电缆插座、接口电路11输出打印机的接口插座、以及安装电源开关和指示灯，在机箱的后面板上安装电源交流AC端、直流DC端输入插座，整个机箱采用防水措施结构，能适合海上、陆上、炮载、车载等多种场合工作。
权利要求1．一种火炮测速雷达数字信号处理终端装备，它由带通放大器(1)、混频器(2)、本振器(3)、低通滤波器(4)、A／D转换器(5)、信号处理器(6)、触发电路(8)、键盘(9)、显示器(10)、接口电路(11)、电源(12)组成，其特征在于还有逻辑控制器(7)组成，其中带通放大器(1)入端外接设备高频头、出端与混频器(2)入端连接，本振器(3)出端与混频器(2)入端2连接，混频器(2)出端3串接低通滤波器(4)后与A／D转换器(5)入端1连接，A／D转换器(5)出端口3通过地址数据总线与信号处理器(6)入端口4连接，逻辑控制器(7)出端口1通过地址数据总线与低通滤波器(4)入端口3连接、出端口2通过地址数据总线与本振器(3)入端口连接、出入端口3通过地址数据总线与键盘(9)出入端口2连接、出端口4通过地址数据总线与显示器(10)入端口连接、出入端口5通过地址数据总线与接口电路(11)出入端口连接、出入端口6通过地址数据总线与信号处理器(6)出入端口1连接，信号处理器(6)入端2通过中断申请线与触发电路(8)出端3连接、入端3通过复位线与键盘(9)出端3连接，键盘9出端1通过人工启动线与触发电路(8)入端2连接，键盘(9)出端口4通过数据输入总线与信号处理器(6)入端口4连接，触发电路(8)入端1外接红外启动器，接口电路(11)输出外接打印机，电源(12)入端1外接交流电源、入端2外接直流电源、出端+V2、-V2电压端与带通放大器(1)电源入端连接、出端+V1、-V1电压端与其它各部件电源端连接。
2．根据权利要求1所述的火炮测速雷达数字信号处理终端装备，其特征在于逻辑控制器(7)由地址扩展器(13)、数据扩展器(14)、反相器(15)、(16)、(17)、锁存器(18)、触发器(19)、锁存器(20)、驱动器(21)组成，其中信号处理器(6)出端口1通过并行出口数据总线2与地址扩展器(13)、数据扩展器(14)的各入端口1并接，地址扩展器(13)出端口2通过扩展地址线与本振器(3)入端口2连接，数据扩展器(14)出端口2通过扩展数据总线分别与锁存器(18)、(20)入端口1、低通滤波器(4)入端口3、本振器(3)入端口1并接，锁存器(18)出端口2通过数据总线与键盘(9)入端口2连接，锁存器(20)出端口2通过数据总线串接驱动器(21)后与显示器(10)入端口连接，接口电路(11)出入口端1、2分别通过并行出口总线2、并行入口总线2与信号处理器(6)入出端口5、6连接，信号处理器(6)出端口1中的输出允许控制线与A／D转换器(5)入端2连接、片选控制线串接反相器(16)后与本振器(3)入端3连接、输出允许控制线与锁存器(18)入端5连接、输入允许线、输出允许线分别与接口电路(11)入端3、4连接，信号处理器(6)出端2通过时钟线分别串接反相器(15)、(17)后与A／D转换器(5)、本振器(3)的入端4并接，键盘(9)出端1通过中断申请线串接触发器(19)后与信号处理器(6)入端3连接，地址扩展器(13)出端口2中的片线控制线与A／D转换器(5)入端1连接、输入响应线与低通滤波器(4)入端1连接、二根输出允许线分别与锁存器(20)、驱动器(21)入端5并接，键盘(9)出端口4输出并行入口数据总线并接电阻R1后接地，锁存器(18)出端口2输出数据总线并接电阻R2后接电源12出端+V1电压端，地址扩展器(13)、数据扩展器(14)、锁存器(18)、触发器(19)、锁存器(20)、驱动器(21)各出端3与电源+V1电压端连接、各出端4与地端连接。
专利摘要本实用新型公开了一种火炮测速雷达数字信号处理终端装置,它由带通放大器、混频器、本振器、低通滤波器、A/D转换器、信号处理器、逻辑控制器、触发电路、键盘、显示器等部件组成,采用逻辑控制器进行新息变量窄带数字调制谱分析,达到实时传输数据,实时跟踪与测量,满足多目标测量要求。适用特种弹测速范围广的目的,并本实用新型具有高增益、作用距离远、小型化、抗干扰能力强,在恶劣环境下使用和操作使用方便等特点。
文档编号G01S13/00GK2305681SQ9721947
公开日1999年1月27日 申请日期1997年7月3日 优先权日1997年7月3日
发明者汪正兴, 黄巍, 张锦斌, 鲁建, 符学标, 张建德, 刘海林, 周玉祥, 白翠娣, 罗仕清, 胡长桂, 吴文英, 刘振海, 白建华, 王浩波 申请人:电子工业部第五十四研究所