集回波信号采集与回放为一体的雷达回波模拟系统及方法技术方案

技术编号:15327704 阅读:147 留言:0更新日期:2017-05-16 11:46
本发明专利技术属于雷达回波模拟技术领域,公开了一种集回波信号采集与回放为一体的雷达回波模拟系统及方法,所述系统包括:主机板,第一通信模块,接口板,第二通信模块,存储板;所述主机板包含:上位机,CPU处理器,固态存储器;所述接口板包含:第一FPGA芯片,光纤收发器,DDR3缓存模块;所述存储板包含:第二FPGA芯片,FLASH控制模块,FLASH阵列,能够保证检测雷达性能和信号处理机的准确性。

Radar echo simulation system and method integrating echo signal acquisition and playback as one

The invention belongs to the technical field of radar echo simulation, discloses a radar echo simulation system and method in signal acquisition and playback as a whole, the system comprises a main board, a first communication module, interface board, the second communication module, memory board; the main board includes: PC, CPU processor, solid memory; the interface board comprises a first FPGA chip, optical fiber transceiver, DDR3 cache module; the memory board comprises: second FPGA chip, FLASH control module, FLASH array, can guarantee the accuracy of radar detection performance and signal processing machine.

【技术实现步骤摘要】
集回波信号采集与回放为一体的雷达回波模拟系统及方法
本专利技术属于雷达回波模拟
,尤其涉及一种集回波信号采集与回放为一体的雷达回波模拟系统及方法。
技术介绍
数据采集系统具有广泛的应用范围,在雷达系统中,主要应用于对雷达回波的采集与存储,是雷达试验设备中的重要组成部分。一方面,通过采集和存储,可以对重要的试验数据进行存档;另一方面,通过对大量的采集数据进行分析,可以完成系统的算法改进和功能扩展。雷达回波模拟器是检验雷达性能和信号处理机的重要雷达设备。研制雷达系统的过程中,信号处理机需要在不同的环境下,即在不同的干扰和噪声等杂波下对回波信号进行处理,所以信号处理机性能的测试和验证十分重要。以往该测试主要是在外场进行现场测试,由于天气环境和所花费的人力和物力资源比较多,并且外界的环境对信号处理机的性能的测试也会产生很大的影响,容易造成误差,导致真实环境中的测试存在不可避免的隐患,所以雷达回波模拟器的研制十分重要。目前使用模拟器模拟雷达在不同工作环境下的目标信号,该方法简单,容易操作,得到广泛推广,但是模拟的雷达回波信号毕竟只是近似实物仿真而来,与实际的雷达回波信号仍然有一定的差异。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足,本专利技术提供一种集回波信号采集与回放为一体的雷达回波模拟系统及方法,能够保证检测雷达性能和信号处理机的准确性。为达到上述目的,本专利技术采用如下技术方案予以实现。技术方案一:一种集回波信号采集与回放为一体的雷达回波模拟系统,所述雷达回波模拟系统分别与外部雷达天线和外部信号处理机连接,其特征在于,所述雷达回波模拟系统包括:主机板,第一通信模块,接口板,第二通信模块,存储板;外部雷达天线通过第一光纤与所述接口板连接,所述接口板通过第二光纤与外部信号处理机连接;所述主机板包含:上位机,CPU处理器,固态存储器;所述接口板包含:第一FPGA芯片,光纤收发器,DDR3缓存模块;所述存储板包含:第二FPGA芯片,FLASH控制模块,FLASH阵列;其中,所述主机板与所述接口板通过第一通信模块双向连接,所述接口板与所述存储板通过第二通信模块双向连接,所述上位机与所述CPU处理器通过串口单向连接,所述CPU处理器与所述固态存储器通过总线双向连接,所述第一FPGA芯片通过FPGA芯片与光纤收发器相连的接口与光纤收发器单向连接,所述第一FPGA芯片通过FPGA芯片与DDR3芯片互连的接口与DDR3缓存模块双向连接,所述第二FPGA芯片通过FPGA芯片与FLAH芯片相连的控制接口与FLASH控制模块单向连接,所述FLASH控制模块通过FLASH控制总线与FLASH阵列单向连接,所述第二FPGA芯片通过FPGA芯片与FLAH芯片互连的数据接口与FLASH阵列双向连接。本专利技术技术方案一的特点和进一步的改进为:(1)所述第一通信模块采用PCI9054芯片实现,所述第二通信模块采用CPCI连接器实现。(2)所述光纤收发器包含十路光纤通道,用于采集十路雷达回波数据。技术方案二:一种集回波信号采集与回放为一体的雷达回波模拟方法,所述方法应用于如技术方案一所述的系统,所述方法包括:步骤1,雷达回波数据采集:(1a)光纤收发器通过光纤实时获取外部雷达天线接收的雷达回波数据;(1b)当主机板中的上位机下发数据采集指令后,CPU处理器通过第一通信模块向第一FPGA芯片发送所述数据采集指令;(1c)所述第一FPGA芯片接收所述数据采集指令,驱动DDR3缓存模块将所述光纤收发器获取到的雷达回波数据进行降速并缓存;(1d)当所述DDR3缓存模块存储到预设的数据量后,所述DDR3缓存模块将缓存的雷达回波数据发送给所述第一FPGA芯片进行第一级数据处理,并将第一级数据处理后的雷达回波数据通过所述第一通信模块存储到主机板中的固态存储器中;步骤2,擦FLASH阵列:(2a)当主机板中的上位机下发擦FLASH指令后,CPU处理器通过所述第一通信模块向所述第一FPGA芯片发送所述擦FLASH指令;(2b)所述第一FPGA芯片将所述擦FLASH指令解码为擦FLASH选通信号,并将所述擦FLASH选通信号通过所述第二通信模块发送给第二FPGA芯片;(2c)所述第二FPGA芯片接收所述擦FLASH选通信号,并根据所述擦FLASH选通信号对对应的FLASH阵列进行擦除操作;步骤3,雷达回波数据烧写:(3a)当主机板中的上位机下发数据烧写指令后,CPU处理器通过所述第一通信模块向所述第一FPGA芯片发送所述数据烧写指令;(3b)所述CPU处理器读取存储在所述固态存储器中的雷达回波数据,并将所述雷达回波数据通过所述第一通信模块发送给第一FPGA芯片;(3c)所述第一FPGA芯片接收所述数据烧写指令,将所述数据烧写指令解码为写FLASH选通信号,将所述写FLASH选通信号发送给第二FPGA芯片;且所述第一FPGA芯片对所述雷达回波数据进行第二级数据处理,并将第二级数据处理后的雷达回波数据通过所述第二级通信模块发送给第二FPGA芯片;(3d)所述第二FPGA芯片接收所述写FLASH选通信号,根据所述写FLASH选通信号将接收到的所述第二级数据处理后的雷达回波数据在FLASH控制模块的控制下写入FLASH阵列;步骤4,雷达回波数据回放:(4a)当主机板中的上位机下发数据回放指令后,CPU处理器通过所述第一通信模块向所述第一FPGA芯片发送所述数据回放指令;(4b)所述第一FPGA芯片将所述数据回放指令解码为读FLASH选通信号,并将所述读FLASH选通信号通过所述第二通信模块发送给第二FPGA芯片;(4c)所述第二FPGA芯片根据所述读FLASH选通信号,在FLASH控制模块的控制下读取FLASH阵列中的雷达回波数据;(4d)所述第二FPGA芯片将读取的雷达回波数据通过所述第二通信模块发送给第一FPGA芯片;(4e)所述第一FPGA芯片对所述读取的雷达回波数据进行第三级数据处理,并驱动所述DDR3缓存模块对所述读取的雷达回波数据进行缓存和提速;(4f)所述光纤收发器实时获取所述DDR3缓存模块中读取的雷达回波数据,并将所述读取的雷达回波数据通过光纤发送给外部信号处理机。本专利技术技术方案二的特点和进一步的改进为:(1)所述存储在DDR3缓存模块中的雷达回波数据为实部和虚部交错存储的宽16位的雷达回波数据,步骤1中,第一FPGA芯片进行第一级数据处理,具体为:第一FPGA芯片将实部和虚部交错存储的位宽为16的雷达回波数据转换为高16位为实部、低16位为虚部,且位宽为32的雷达回波数据。(2)步骤3中,第一FPGA芯片对所述雷达回波数据进行第二级数据处理,具体为:第一FPGA芯片将一路32位的雷达回波数据转换为十路并行的64位雷达回波信号。(3)步骤4中,第一FPGA芯片对所述读取的雷达回波数据进行第三级数据处理,具体为:第一FPGA芯片将十路64位的雷达回波信号转换为一路160位的雷达回波信号,并将高位补零至256位。(4)步骤2中,所述擦FLASH指令为全部擦指令或者部分擦指令;所述全部擦指令包含一位控制信号,用于指示将FLASH阵列全部擦除;所述部分擦指令中携带有擦FLASH阵列的起始地址和擦除数据量,用于指示将FLASH阵列进行部分擦除,所述擦除数据量以页为单本文档来自技高网...
集回波信号采集与回放为一体的雷达回波模拟系统及方法

【技术保护点】
一种集回波信号采集与回放为一体的雷达回波模拟系统,所述雷达回波模拟系统分别与外部雷达天线和外部信号处理机连接,其特征在于,所述雷达回波模拟系统包括:主机板,第一通信模块,接口板,第二通信模块,存储板;外部雷达天线通过第一光纤与所述接口板连接,所述接口板通过第二光纤与外部信号处理机连接;所述主机板包含:上位机,CPU处理器,固态存储器;所述接口板包含:第一FPGA芯片,光纤收发器,DDR3缓存模块;所述存储板包含:第二FPGA芯片,FLASH控制模块,FLASH阵列;其中,所述主机板与所述接口板通过第一通信模块双向连接,所述接口板与所述存储板通过第二通信模块双向连接,所述上位机与所述CPU处理器通过串口单向连接,所述CPU处理器与所述固态存储器通过总线双向连接,所述第一FPGA芯片通过FPGA芯片与光纤收发器相连的接口与光纤收发器单向连接,所述第一FPGA芯片通过FPGA芯片与DDR3芯片互连的接口与DDR3缓存模块双向连接,所述第二FPGA芯片通过FPGA芯片与FLAH芯片相连的控制接口与FLASH控制模块单向连接,所述FLASH控制模块通过FLASH控制总线与FLASH阵列单向连接,所述第二FPGA芯片通过FPGA芯片与FLAH芯片互连的数据接口与FLASH阵列双向连接。...

【技术特征摘要】
1.一种集回波信号采集与回放为一体的雷达回波模拟系统,所述雷达回波模拟系统分别与外部雷达天线和外部信号处理机连接,其特征在于,所述雷达回波模拟系统包括:主机板,第一通信模块,接口板,第二通信模块,存储板;外部雷达天线通过第一光纤与所述接口板连接,所述接口板通过第二光纤与外部信号处理机连接;所述主机板包含:上位机,CPU处理器,固态存储器;所述接口板包含:第一FPGA芯片,光纤收发器,DDR3缓存模块;所述存储板包含:第二FPGA芯片,FLASH控制模块,FLASH阵列;其中,所述主机板与所述接口板通过第一通信模块双向连接,所述接口板与所述存储板通过第二通信模块双向连接,所述上位机与所述CPU处理器通过串口单向连接,所述CPU处理器与所述固态存储器通过总线双向连接,所述第一FPGA芯片通过FPGA芯片与光纤收发器相连的接口与光纤收发器单向连接,所述第一FPGA芯片通过FPGA芯片与DDR3芯片互连的接口与DDR3缓存模块双向连接,所述第二FPGA芯片通过FPGA芯片与FLAH芯片相连的控制接口与FLASH控制模块单向连接,所述FLASH控制模块通过FLASH控制总线与FLASH阵列单向连接,所述第二FPGA芯片通过FPGA芯片与FLAH芯片互连的数据接口与FLASH阵列双向连接。2.根据权利要求1所述的一种集回波信号采集与回放为一体的雷达回波模拟系统,其特征在于,所述第一通信模块采用PCI9054芯片实现,所述第二通信模块采用CPCI连接器实现。3.根据权利要求1所述的一种集回波信号采集与回放为一体的雷达回波模拟系统,其特征在于,所述光纤收发器包含十路光纤通道,用于采集十路雷达回波数据。4.一种集回波信号采集与回放为一体的雷达回波模拟方法,所述方法应用于如权利要求1-3中任一项所述的系统,其特征在于,所述方法包括:步骤1,雷达回波数据采集:(1a)光纤收发器通过光纤实时获取外部雷达天线接收的雷达回波数据;(1b)当主机板中的上位机下发数据采集指令后,CPU处理器通过第一通信模块向第一FPGA芯片发送所述数据采集指令;(1c)所述第一FPGA芯片接收所述数据采集指令,驱动DDR3缓存模块将所述光纤收发器获取到的雷达回波数据进行降速并缓存;(1d)当所述DDR3缓存模块存储到预设的数据量后,所述DDR3缓存模块将缓存的雷达回波数据发送给所述第一FPGA芯片进行第一级数据处理,并将第一级数据处理后的雷达回波数据通过所述第一通信模块存储到主机板中的固态存储器中;步骤2,擦FLASH阵列:(2a)当主机板中的上位机下发擦FLASH指令后,CPU处理器通过所述第一通信模块向所述第一FPGA芯片发送所述擦FLASH指令;(2b)所述第一FPGA芯片将所述擦FLASH指令解码为擦FLASH选通信号,并将所述擦FLASH选通信号通过所述第二通信模块发送给第二FPGA芯片;(2c)所述第二FPGA芯片接收所述擦FLASH选通信号,并根据所述擦FLASH选通信号对对应的FLASH阵列进行擦除操作;步骤3,雷达回波数据烧写:(3a)当主机板中的上位机下发数据烧写指令后,CPU处理器通过所述第一通信模块向所述第一FPGA芯片发送所述数据烧写指令;(3b)所述CPU处理器读取存储在所述固态存储器中的雷达回波数据,并将所述雷达回波数据通过所述第一通信模块发送给第一FPGA芯片;(3c)所述第一FPGA芯片接收所述数据烧写指令,将所述数据烧写指令解码为写FLASH选通信号,将所述写FLASH选通信号发送给第二FPGA芯片;且所述第一FPGA芯片对所述雷达回波...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋万杰孔文青
申请(专利权)人:西安电子科技大学
类型:发明
国别省市:陕西,61

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