专利名称：雷达系统的高速高精度模数转换装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种雷达系统的模数转换装置，尤其涉及一种雷达系统的高速高精度模数转换装置，属于雷达系统的生产领域。
背景技术：
模数转换是雷达系统中一个重要环节，是新一代天气雷达数字信号处理的基础。 天气回波信息经过雷达接收机转换为模拟的中频回波信号，此信号通过模数转换为数字信号供后端信号处理及产品化。随着信息技术的发展，雷达系统对模数转换的要求也越来越高，模数转换器的性能直接影响雷达系统天气产品的质量。目前市场上的雷达系统的模数转换系统采用了 14位A/D转换器，通常情况下其信噪比(S·)为75db，无杂散动态范围(SFDR)为89dbc，输入采样信号饱和峰峰值为2. 2V，转换后的数字信号通过CMOS方式输出。随着现代天气的异常增加以及对雷达系统的要求日益提高，现有雷达系统的模数转换系统已经越来越难以满足要求，具体表现为1、信噪比(SNR)过低无法满足现代天气雷达的要求；2、输入中频采样信号饱和点过低；3、A/D数据精度不高；4、A/D数据输出方式单一。所以新一代雷达系统的模数转换系统的推出已经迫在眉睫。
发明内容本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种雷达系统的高速高精度模数转换装置。为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案本实用新型的信号输入端与雷达接收机的信号输出端连接，本实用新型的信号输出端与数字信号处理器的信号输入端连接；其创新之处在于本实用新型包括16bit高速 A/D转换器、大规模可编程器、高速接口传输芯片和电源装置；其中，16bit高速A/D转换器的时钟信号输入端与雷达接收机的采样时钟信号输出端连接，16bit高速A/D转换器的模拟信号输入端与雷达接收机的中频回波信号输出端连接，16bit高速A/D转换器的数字信号输出端与大规模可编程器的信号输入端连接，大规模可编程器的IQ数据信号输出端与高速接口传输芯片的IQ数据信号输入端连接，高速接口传输芯片的IQ数据信号输出端与数字信号处理器的IQ数据信号输入端连接；16bit高速A/D转换器、大规模可编程器、高速接口传输芯片的电源输入端分别与电源装置的电源输出端对应连接。16bit高速A/D转换器具有高精度、高信噪比、高灵敏度的特点，其动态范围高，而且输入信号的饱和点也比较大。进一步地，所述大规模可编程器为大规模FPGA，能长时间稳定运行。所述电源装置为低纹波大电流线性电源装置，其输出电压纹波小、输出电流大、静态漏电流小，完全满足A/D转换器对电源的苛刻要求。
3[0012]本实用新型的有益效果在于由上可知，本实用新型可高速度、高精度地处理中频回波信号，而且信噪比高、动态范围大，具体地，信噪比可达80db以上，动态范围可高达89dbc，而且可提高中频采样信号输入饱和点，其峰值可达4V;采用本实用新型的雷达系统，可完全满足现代天气的异常增加以及对雷达系统的要求日益提高的现状，对于提供更加及时、准确的天气信息有很大的推动作用。
附图为本实用新型的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步具体描述如附图所示，图中虚线内的部分为本实用新型，本实用新型包括16bit高速A/D转换器、大规模FPGA、高速接口传输芯片和低纹波大电流线性电源装置；其中，16bit高速A/ D转换器的时钟信号输入端与雷达接收机的采样时钟信号输出端连接，16bit高速A/D转换器的模拟信号输入端与雷达接收机的中频回波信号输出端连接，16bit高速A/D转换器的数字信号输出端与大规模FPGA的信号输入端连接，大规模FPGA的IQ数据信号输出端与高速接口传输芯片的IQ数据信号输入端连接，高速接口传输芯片的IQ数据信号输出端与数字信号处理器的IQ数据信号输入端连接；16bit高速A/D转换器、大规模FPGA、高速接口传输芯片的电源输入端分别与低纹波大电流线性电源装置的电源输出端对应连接。如附图所示，具体地，16bit高速A/D转换器采用AD公司的AD9446，其具有如下特点(DAD9446具有100MSPS的采样率；(2)83. 6dbfs的信噪比；(3)89dbc的无杂散动态范围；(4)峰峰值为4V的输入信号饱和点；(5)模拟输入信号缓冲；(6)具有LVDS和CMOS两种电平协议输出方式；(7)输出数据格式可选。AD9446较14bit的AD6644精度更高，灵敏度更高。从测试中得出结论，AD9446较以往的A/D转换器灵敏度和动态范围都有所提高， 且输入信号的饱和点也有明显提升。大规模FPGA (FPGA即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点)选用ALTERA公司 STRATIX II系列的EP2S30，此款芯片有丰富的内部逻辑单元和外部10，能长时间稳定业务运行，有价格便宜易于购买长期有货源等优点。低纹波大电流线性电源装置采用凌特公司的LT1963和LT1964直流线性稳压芯片分别为系统提供5V和3. 3V电源，此款电源芯片具有输出电压纹波小、输出电流大、静态漏电流小等特点，完全满足A/D转换器对电源的苛刻要求。高速接口传输芯片采用差分方式传输信号，信号信息体现在传输线同相端与反相端的参考电平上，用此方式传输信号有抗干扰能力强、传输距离远等优点。结合附图，天气回波信号通过接收机转换为中频回波信号，此信号与频率综合器产生的采样时钟一并送给本实用新型的16bit高速A/D转换器，16bit高速A/D转换器将中频回波信号采样、数字化后送给大规模FPGA做数字下变频处理，大规模FPGA输出IQ数据通过高速接口传输芯片传输到数字信号处理器，完成整个A/D转换过程。
权利要求1.一种雷达系统的高速高精度模数转换装置，其信号输入端与雷达接收机的信号输出端连接，其信号输出端与数字信号处理器的信号输入端连接；其特征在于包括16bit高速 A/D转换器、大规模可编程器、高速接口传输芯片和电源装置；其中，16bit高速A/D转换器的时钟信号输入端与雷达接收机的采样时钟信号输出端连接，16bit高速A/D转换器的模拟信号输入端与雷达接收机的中频回波信号输出端连接，16bit高速A/D转换器的数字信号输出端与大规模可编程器的信号输入端连接，大规模可编程器的IQ数据信号输出端与高速接口传输芯片的IQ数据信号输入端连接，高速接口传输芯片的IQ数据信号输出端与数字信号处理器的IQ数据信号输入端连接；16bit高速A/D转换器、大规模可编程器、高速接口传输芯片的电源输入端分别与电源装置的电源输出端对应连接。
2.根据权利要求1所述的雷达系统的高速高精度模数转换装置，其特征在于所述大规模可编程器为大规模FPGA。
3.根据权利要求1所述的雷达系统的高速高精度模数转换系统，其特征在于所述电源装置为低纹波大电流线性电源装置。
专利摘要本实用新型公开了一种雷达系统的高速高精度模数转换装置，包括16bit高速A/D转换器、大规模可编程器、高速接口传输芯片和电源装置；其中，16bit高速A/D转换器的信号输入端与雷达接收机的信号输出端对应连接，16bit高速A/D转换器的数字信号输出端与大规模可编程器的信号输入端连接，大规模可编程器的IQ数据信号输出端与高速接口传输芯片的IQ数据信号输入端连接，高速接口传输芯片的IQ数据信号输出端与数字信号处理器的IQ数据信号输入端连接；16bit高速A/D转换器、大规模可编程器、高速接口传输芯片的电源输入端分别与电源装置的电源输出端对应连接。本实用新型可高速度、高精度地处理中频回波信号，而且信噪比高、动态范围大。
文档编号H03M1/12GK202059393SQ201120186549
公开日2011年11月30日 申请日期2011年6月3日 优先权日2011年6月3日
发明者何建新 申请人:何建新, 成都信息工程学院, 成都远望科技有限责任公司