一种雷达视频目标回波模拟装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种雷达视频目标回波模拟装置，特别是目标距离、目标宽度灵活可变的雷达视频目标模拟输出装置。该装置包括晶振电路、雷达目标回波产生电路、复位电路、目标距离设置电路、目标宽度设置电路。该装置接收雷达触发信号，输出指定距离、指定宽度的雷达视频目标回波。目标距离、目标宽度可以通过目标距离设置电路、目标宽度设置电路设置，满足不同属性目标模拟需求。该装置作为雷达视频目标模拟装置使用，可以应用于指挥控制装置的系统调试和外场试验。
【专利说明】一种雷达视频目标回波模拟装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种模拟装置，特别是一种目标距离、目标宽度灵活可变的雷达视频目标回波模拟输出装置。
【背景技术】
[0002]在指挥控制、火力控制设备等装备系统调试阶段，需要在室内尽可能模拟外场情况进行联调，缩短调试周期与节省外场调试成本。雷达视频目标回波模拟器能够提供目标视频距离回波信号，可以用来检查指挥控制设备相关系统工作状态与性能，给装备调试带来诸多方便。在系统调试时，单独配置雷达视频模拟器，该模拟器一般采用DSP/FPGA等器件，组成复杂，成本较高。所以在批产后，需要一种结构简单、输出参数可灵活调整的能够同时输出雷达视频目标回波模拟装置。
[0003]同时，目前的雷达视频模拟器一般为台式仪器设备，不能作为指挥控制机内自测试激励源使用，无法满足装备系统现场测试诊断需求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种雷达视频目标回波模拟装置。
[0005]实现本发明目的的技术解决方案为:一种雷达视频目标回波模拟装置，包括晶振电路、雷达目标回波产生电路、复位电路、目标距离设置电路、目标宽度设置电路，所述晶振电路、复位电路、目标距离设置电路和目标宽度设置电路均与雷达目标回波产生电路相连；其中
晶振电路产生周期性方波，并将周期性方波输出至雷达目标回波产生电路，作为时钟使用；
复位电路在装置上电后，输出复位信号至雷达目标回波产生电路；
目标距离设置电路通过拨码开关设置目标距离，并输出至雷达目标回波产生电路；目标宽度设置电路通过拨码开关设置目标宽度，并输出至雷达目标回波产生电路；雷达目标回波产生电路接收外部雷达触发信号、复位电路输出的复位信号、目标距离设置电路输出的目标距尚信号、目标宽度设置电路输出的目标宽度信号、晶振电路输出的时钟信号，当接收到外部雷达触发信号后，产生雷达视频目标回波信号并输出至外部电路。
[0006]所述晶振电路采用的晶体振荡器频率为15 MHz的整数倍。晶振电路采用的晶体振荡器频率优选为60MHz。
[0007]复位电路采用MAXM公司MAX706EPA复位芯片。
[0008]雷达目标回波产生电路包括状态机电路、计数控制电路、距离计数器电路、输出控制电路和反馈电路，其中状态机电路、计数控制电路、距离计数器电路和输出控制电路依次连接，反馈电路与状态机电路、计数控制电路、输出控制电路相连；
其中，状态机电路接收时钟信号、复位信号，同时接收反馈电路输出的反馈信号，输出两位状态信号Q[1:0]，该电路包括第一与非门U11、第一与门U12、第一触发器U13、第二与门U14、第二触发器U15、第一或非门U16 ;第一与非门Ull的输入端与第二触发器U15的正相输出端Q相连，第一与非门Ull的输出端与第一与门U12的第一输入端相连,第一与门U12的第二输入端与反馈电路的输出端相连,第一与门U12的输出端接第一触发器U13的数据D端口，第一触发器U13的时钟端接晶振电路输出的时钟信号，第一触发器U13的异步清零端接复位电路输出的复位信号，第一触发器U13的正相数据输出端与第二与门U14的第一输入端相连，第二与门U14的第二输入端接或非门U16的输出端，第二与门U14的输出端接第二触发器U15的数据D端口，第二触发器U15的时钟端接晶振电路输出的时钟信号，第二触发器U15的异步清零端接复位电路输出的复位信号，第一或非门U16的第一输入端接反馈电路的输出端，第一或非门U16的第二输入端接第二触发器U15的正相输出端；
计数控制电路接收状态机电路输出的状态信号Q[1:0]、复位信号、时钟信号、外部输入的触发信号，同时接收反馈电路输出的反馈信号，输出触发状态清零信号，至距离计数器电路；该电路包括第二与非门U22、第一或门U23、第三与门U24、第三触发器U25、第四与门U26 ;第二与非门U22的数据输入端接状态机电路输出的Q[l]，输出端接第一或门U23的第二数据输入端，第一或门U23的第一数据输入端接状态机电路输出的Q[0]，第三数据输入端接反馈电路输出的反馈信号，第三与门U24的第一数据输入端接复位信号，第三与门U24的第二数据输入端接第一或门U23的输出信号，第三触发器U25的数据输入端接高电平，第三触发器U25的时钟端接外部输入的触发信号，第三触发器U25的异步清零端接第三与门U24的输出端，第三触发器U25的正相数据输出端接第四与门U26的第二数据输入端，第四与门U26的第一数据输入端接复位信号，第四与门U26的输出端与距离计数器电路相连；
距离计数器电路包括同步计数器U31和第一寄存器U32，同步计数器U31的异步数据清零端与计数控制电路第四与门U26的输出端相连，同步计数器U31的时钟端接晶振电路输出的时钟，同步计数器U31的数据输出端接第一寄存器U32的数据输入端，同步计数器U31在时钟的上升沿计数，第一寄存器U32在时钟的下降沿锁存信号；第一寄存器U32的输出端接输出控制电路；
输出控制电路包括加法器U41、第一比较器U42、第二比较器U43和第三与非门U44，加法器U41的第一数据输入端接目标距离设置电路输出的距离参数几[31:0]，加法器U41的第二数据输入端接目标宽度设置电路输出的宽度参数KD[31:0]，加法器U41的输出端接第二比较器U43的数据输入A端口，第一比较器U42的数据输入B端口接目标距离设置电路输出的距离参数JL [31:0]，第一比较器U42的数据输入A端口接距离计数器电路第一寄存器U32的输出端，第一比较器U42的A>B输出端接第三与非门U44的数据输入A端口，第二比较器U43的数据输入B端口接距离计数器电路第一寄存器U32的输出端，第二比较器U43的A>B输出端接第三与非门U44的数据输入B端口，第三与非门U44的输出端对外输出雷达视频目标回波；
反馈电路包括第四与非门UOl,第四与非门UOl的输入端接输出控制电路第三与非门U44的输出端，第四与非门UOl的输出端接状态机电路和计数控制电路。
[0009]所述触发器均为D型触发器。
[0010]本发明与现有技术相比，其显著优点是:I)本发明的雷达视频目标回波模拟装置的目标距离、目标宽度参数灵活可变，满足指挥控制设备批产系统调试需求和外场试验需求；2)本发明的雷达视频目标回波模拟装置组成简单，可靠性高、低成本、使用方便；3)本发明的装置可作为指挥控制设备机内自测试激励源使用，满足装备系统现场测试诊断需求。
[0011]下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明雷达视频目标回波输出示意图。
[0013]图2为本发明的雷达视频目标回波模拟装置组成框图。
[0014]图3为雷达目标回波产生电路的电路框图。
[0015]图4为状态机电路的电路图。
[0016]图5为计数控制电路的电路图。
[0017]图6为距离计数器电路的电路图。
[0018]图7为输出控制电路的电路图。
[0019]图8为反馈电路的电路图。
【具体实施方式】
[0020]结合附图1说明雷达视频目标回波输出信号。
[0021]在雷达触发信号上升沿，装置启动，在指定时间间隔T，输出雷达视频目标回波信号。T (us) =目标距离值(m)/150 (m)。
[0022]结合附图2，说明雷达视频目标回波模拟装置组成与工作原理。该装置包括晶振电路、雷达目标回波产生电路、复位电路、目标距离设置电路、目标宽度设置电路，所述晶振电路、复位电路、目标距离设置电路和目标宽度设置电路均与雷达目标回波产生电路相连；其中
晶振电路产生周期性方波，并将周期性方波输出至雷达目标回波产生电路，作为时钟使用；
复位电路在装置上电后，输出复位信号至雷达目标回波产生电路；
目标距离设置电路通过拨码开关设置目标距离，并输出至雷达目标回波产生电路；目标宽度设置电路通过拨码开关设置目标宽度，并输出至雷达目标回波产生电路；雷达目标回波产生电路接收外部雷达触发信号、复位电路输出的复位信号、目标距离设置电路输出的目标距尚信号、目标宽度设置电路输出的目标宽度信号、晶振电路输出的时钟信号，当接收到外部雷达触发信号后，产生雷达视频目标回波信号并输出至外部装置。
[0023]晶振电路产生周期性方波，并将周期性方波输出至雷达目标回波产生电路，作为时钟使用。在采用晶体频率为60MHz的情况下，装置定时精度=1/60M =l/60us，距离量化精度为 150/60=2.5 米。
[0024]复位电路采用MAXM公司MAX706EPA复位芯片。复位电路在装置上电后，输出复位信号至雷达目标回波产生电路。
[0025]目标距离设置电路通过拨码开关设置目标距离JL[31:0]，每一位可以分别设置I或0，并输出至雷达目标回波产生电路。
[0026]目标宽度设置电路通过拨码开关设置目标宽度KD[31:0]，每一位可以分别设置I或0，并输出至雷达目标回波产生电路。[0027]雷达目标回波产生电路接收外部输入的雷达触发信号(zcf)、复位电路输出的复位信号(rstn)、目标距离设置电路输出的目标距离信号(几[31:0])、目标宽度设置电路输出的目标宽度信号(KD [31:0])、晶振电路输出的时钟信号(clk60m)，当接收到外部雷达触发信号后，产生雷达视频目标回波信号并输出至外部电路。
[0028]结合附图3，说明雷达目标回波产生电路组成与工作原理。
[0029]雷达目标回波产生电路包括状态机电路、计数控制电路、距离计数器电路、输出控制电路和反馈电路，其中状态机电路、计数控制电路、距离计数器电路和输出控制电路依次连接，反馈电路与状态机电路、计数控制电路、输出控制电路相连；
状态机电路接收时钟信号、复位信号，同时接收反馈电路输出的反馈信号，在输出状态信号Q[1:0]，完成雷达目标回波产生电路的时序逻辑。
[0030]计数控制电路接收状态机电路输出的状态信号Q[1:0]、复位信号、时钟信号、夕卜部输入的触发信号，同时接收反馈电路输出的反馈信号，输出触发状态清零信号，至距离计数器电路。
[0031]距离计数器电路接收状态机电路输出的触发状态清零信号、复位信号、时钟信号，对时钟进行计数，输出距离计数值JL-NUM [31:0]，至输出控制电路。
[0032]输出控制电路接收目标距离设置电路输出的目标距离信号(几[31:0])、目标宽度设置电路输出的目标宽度信号(KD [31:0])、距离计数值JL-NUM [31:0],输出雷达视频目标回波信号。
[0033]结合附图4，说明状态机电路组成与工作原理。
[0034]状态机电路接收时钟信号、复位信号，同时接收反馈电路输出的反馈信号，输出两位状态信号Q[1:0]，该电路包括第一与非门U11、第一与门U12、第一触发器U13、第二与门U14、第二触发器U15、第一或非门U16 ;第一与非门Ull的输入端与第二触发器U15的正相输出端Q相连，第一与非门Ull的输出端与第一与门U12的第一输入端相连,第一与门U12的第二输入端与反馈电路的输出端相连，第一与门U12的输出端接第一触发器U13的数据D端口，第一触发器U13的时钟端接晶振电路输出的时钟信号，第一触发器U13的异步清零端接复位电路输出的复位信号，第一触发器U13的正相数据输出端与第二与门U14的第一输入端相连，第二与门U14的第二输入端接或非门U16的输出端，第二与门U14的输出端接第二触发器U15的数据D端口，第二触发器U15的时钟端接晶振电路输出的时钟信号，第二触发器U15的异步清零端接复位电路输出的复位信号，第一或非门U16的第一输入端接反馈电路的输出端，第一或非门U16的第二输入端接第二触发器U15的正相输出端；
状态机包括三种状态:ld_ready状态(Q[l:0]=00，起始状态)，ld_start状态(Q[l:0] =01,雷达回波开始输出)，ld_start_clear状态(Q[l:0]=10，雷达回波输出结束)。
[0035]当复位信号有效时(rstn,低有效),状态机无论在何种状态,都进入ld_ready状态。
[0036]在ld_ready状态，只有当检测到雷达回波信号开始输出时(fb_ldhb为高)，状态机进入ld_start状态，否则，就一直处于ld_ready状态。
[0037]在ld_start状态，只有当检测到雷达回波信号结束时(fb_ldhb为低)，状态机进入ld_start_clear状态,否则，就一直处于ld_start_状态。
[0038]在ld_start_clear状态下,在下一个时钟，自动进入ld_ready状态,结束此次触发任务。
[0039]结合附图5，说明计数控制电路组成与工作原理。
[0040]计数控制电路接收状态机电路输出的状态信号Q[1:0]、复位信号、时钟信号、夕卜部输入的触发信号，同时接收反馈电路输出的反馈信号，输出触发状态清零信号，至距离计数器电路；该电路包括第二与非门U22、第一或门U23、第三与门U24、第三触发器U25、第四与门U26 ;第二与非门U22的数据输入端接状态机电路输出的Q[l]，输出端接第一或门U23的第二数据输入端，第一或门U23的第一数据输入端接状态机电路输出的Q[0]，第三数据输入端接反馈电路输出的反馈信号，第三与门U24的第一数据输入端接复位信号，第三与门U24的第二数据输入端接第一或门U23的输出信号，第三触发器U25的数据输入端接高电平，第三触发器U25的时钟端接外部输入的触发信号，第三触发器U25的异步清零端接第三与门U24的输出端，第三触发器U25的正相数据输出端接第四与门U26的第二数据输入端，第四与门U26的第一数据输入端接复位信号，第四与门U26的输出端与距离计数器电路相连；
当复位信号(rstn)有效时，触发状态清零信号有效，距离计数器电路距离计数清零。当雷达触发信号有效后，D触发器U 25输出高电平，触发状态清零信号无效，距离计数器电路开启计数。
[0041]当雷达视频目标回波(雷达回波)输出后，在状态机电路Q [1: O]与反馈信号的控制下，触发状态清零信号有效，距离计数器电路距离计数清零，此次雷达触发输出回波任务完成。
[0042]结合附图6，说明距离计数器电路组成与工作原理。
[0043]距离计数器电路包括同步计数器U31和第一寄存器U32，同步计数器U31的异步数据清零端与计数控制电路第四与门U26的输出端相连，同步计数器U31的时钟端接晶振电路输出的时钟，同步计数器U31的数据输出端接第一寄存器U32的数据输入端，同步计数器U31在时钟的上升沿计数，第一寄存器U32在时钟的下降沿锁存信号；第一寄存器U32的输出端接输出控制电路；
同步计数器U31的异步清零端/CLR接触发状态清零信号，时钟信号接晶振电路输出的时钟信号(clk60m)。计数器输出信号接寄存器U32的数据输入端。在时钟的上升沿，同步计数器计数，作为距离计数器使用。
[0044]寄存器U32作为缓冲寄存器使用，在时钟的下降沿，对数据输入端进行寄存，并在输出端口输出距离计数值JL-NUM[31:0]。
[0045]结合附图7，说明输出控制电路组成与工作原理。
[0046]输出控制电路包括加法器U41、第一比较器U42、第二比较器U43和第三与非门U44，加法器U41的第一数据输入端接目标距离设置电路输出的距离参数几[31:0]，加法器U41的第二数据输入端接目标宽度设置电路输出的宽度参数KD [31:0]，加法器U41的输出端接第二比较器U43的数据输入A端口，第一比较器U42的数据输入B端口接目标距离设置电路输出的距离参数几[31:0]，第一比较器U42的数据输入A端口接距离计数器电路第一寄存器U32的输出端，第一比较器U42的A>B输出端接第三与非门U44的数据输入A端口，第二比较器U43的数据输入B端口接距离计数器电路第一寄存器U32的输出端，第二比较器U43的A>B输出端接第三与非门U44的数据输入B端口，第三与非门U44的输出端对外输出雷达视频目标回波；
当JL [31:0]〈 JL-NUM [31:0] <( JL [31:0]+KD [31:0])的情况下，雷达视频目标回波信号Idhb输出为低电平,否则为高电平。
[0047]宽度参数一般为Ius，KD [31:0]设置为60。
[0048]结合附图8，说明反馈电路组成与工作原理。
[0049]反馈电路包括第四与非门U 01，第四与非门U 01的输入端接输出控制电路第三与非门U44的输出端，第四与非门U 01的输出端接状态机电路和计数控制电路。反馈电路把雷达视频目标回波进行逻辑非操作后，输出反馈信号fb_ldhb至状态机电路、计数控制电路。
[0050]所述触发器均为D型触发器。
[0051]在具体设计上，雷达目标回波产生电路可由逻辑分离器件实现或可编程逻辑器件(CPLD 与 FPGA)实现。
[0052]由上可知，本发明的雷达视频目标回波模拟装置的目标距离、目标宽度参数灵活可变，满足指挥控制设备批产系统调试需求和外场试验需求。
【权利要求】
1.一种雷达视频目标回波模拟装置，其特征在于，包括晶振电路、雷达目标回波产生电路、复位电路、目标距离设置电路、目标宽度设置电路，所述晶振电路、复位电路、目标距离设置电路和目标宽度设置电路均与雷达目标回波产生电路相连；其中 晶振电路产生周期性方波，并将周期性方波输出至雷达目标回波产生电路，作为时钟使用； 复位电路在装置上电后，输出复位信号至雷达目标回波产生电路； 目标距离设置电路通过拨码开关设置目标距离，并输出至雷达目标回波产生电路； 目标宽度设置电路通过拨码开关设置目标宽度，并输出至雷达目标回波产生电路； 雷达目标回波产生电路接收外部雷达触发信号、复位电路输出的复位信号、目标距离设置电路输出的目标距尚信号、目标宽度设置电路输出的目标宽度信号、晶振电路输出的时钟信号，当接收到外部雷达触发信号后，产生雷达视频目标回波信号并输出至外部装置。
2.根据权利要求1所述的雷达视频目标回波模拟装置，其特征在于，晶振电路采用的晶体振荡器频率为15 MHz的整数倍。
3.根据权利要求2所述的雷达视频目标回波模拟装置，其特征在于，晶振电路采用的晶体振荡器频率为60MHz。
4.根据权利要求1所述的雷达视频目标回波模拟装置，其特征在于，复位电路采用MAXIM公司MAX706EPA复位芯片。
5.根据权利要求1所述的雷达视频目标回波模拟装置，其特征在于，雷达目标回波产生电路包括状态机电路、计数控制电路、距离计数器电路、输出控制电路和反馈电路，其中状态机电路、计数控制电路、距离计数器电路和输出控制电路依次连接，反馈电路与状态机电路、计数控制电路、输出控制电路相连； 其中，状态机电路接收时钟信号、复位信号，同时接收反馈电路输出的反馈信号，输出两位状态信号Q[1:0]，该电路包括第一与非门[U11]、第一与门[U12]、第一触发器[U13]、第二与门[U14]、第二触发器[U15]、第一或非门[U16];第一与非门[U11]的输入端与第二触发器[U15]的正相输出端[Q]相连，第一与非门[U11]的输出端与第一与门[U12]的第一输入端相连，第一与门[U12]的第二输入端与反馈电路的输出端相连,第一与门[U12]的输出端接第一触发器[U13]的数据D端口，第一触发器[U13]的时钟端接晶振电路输出的时钟信号，第一触发器[U13]的异步清零端接复位电路输出的复位信号，第一触发器[U13]的正相数据输出端与第二与门[U14]的第一输入端相连，第二与门[U14]的第二输入端接或非门[U16]的输出端，第二与门[U14]的输出端接第二触发器[U15]的数据D端口，第二触发器[U15]的时钟端接晶振电路输出的时钟信号，第二触发器[U15]的异步清零端接复位电路输出的复位信号，第一或非门[U16]的第一输入端接反馈电路的输出端，第一或非门[U16]的第二输入端接第二触发器[U15]的正相输出端； 计数控制电路接收状态机电路输出的状态信号Q[1:0]、复位信号、时钟信号、外部输入的触发信号，同时接收反馈电路输出的反馈信号，输出触发状态清零信号，至距离计数器电路；该电路包括第二与非门[U22]、第一或门[U23]、第三与门[U24]、第三触发器[U25]、第四与门[U26];第二与非门[U22]的数据输入端接状态机电路输出的Q[l]，输出端接第一或门[U23]的第二数据输入端，第一或门[U23]的第一数据输入端接状态机电路输出的Q[0]，第三数据输入端接反馈电路输出的反馈信号，第三与门[U24]的第一数据输入端接复位信号，第三与门[U24]的第二数据输入端接第一或门[U23]的输出信号，第三触发器[U25]的数据输入端接高电平，第三触发器[U25]的时钟端接外部输入的触发信号，第三触发器[U25]的异步清零端接第三与门[U24]的输出端，第三触发器[U25]的正相数据输出端接第四与门[U26]的第二数据输入端，第四与门[U26]的第一数据输入端接复位信号，第四与门[U26]的输出端与距离计数器电路相连； 距离计数器电路包括同步计数器[U31]和第一寄存器[U32]，同步计数器[U31]的异步数据清零端与计数控制电路第四与门[U26]的输出端相连，同步计数器[U31]的时钟端接晶振电路输出的时钟，同步计数器[U31]的数据输出端接第一寄存器[U32]的数据输入端，同步计数器[U31]在时钟的上升沿计数，第一寄存器[U32]在时钟的下降沿锁存信号；第一寄存器[U32]的输出端接输出控制电路； 输出控制电路包括加法器[U41]、第一比较器[U42]、第二比较器[U43]和第三与非门[U44]，加法器[U41]的第一数据输入端接目标距离设置电路输出的距离参数几[31:0]，加法器[U41]的第二数据输入端接目标宽度设置电路输出的宽度参数KD [31:0]，加法器[U41]的输出端接第二比较器[U43]的数据输入A端口，第一比较器[U42]的数据输入B端口接目标距离设置电路输出的距离参数几[31:0]，第一比较器[U42]的数据输入A端口接距离计数器电路第一寄存器[U32]的输出端,第一比较器[U42]的A>B输出端接第三与非门[U44]的数据输入A端口，第二比较器[U43]的数据输入B端口接距离计数器电路第一寄存器[U32]的输出端，第二比较器[U43]的A>B输出端接第三与非门[U44]的数据输入B端口，第三与非门[U44]的输出端对外输出雷达视频目标回波； 反馈电路包括第四与非门[U01]，第四与非门[U01]的输入端接输出控制电路第三与非门[U44]的输出端，第四与非门[U01]的输出端接状态机电路和计数控制电路。
6.根据权利要求 5所述的雷达视频目标回波模拟装置，其特征在于，所述触发器均为D型触发器。
【文档编号】G05B23/02GK103869805SQ201410100558
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月18日 优先权日:2014年3月18日
【发明者】曲伟, 司娜, 蔡欣荣, 范小红, 陈长青, 陈布亮 申请人:江苏杰瑞科技集团有限责任公司