一种基于CPLD的雷达发射脉冲检测与保护系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及雷达信号检测与控制领域，特别涉及一种基于CPLD的雷达发射脉冲检测与保护系统及方法。检测与保护系统可以包括：CPLD；驱动电路，用于将发射触发脉冲信号传输至CPLD；晶体振荡器，用于向CPLD提供基准时钟信号；过占空比检测模块，配置成对CPLD接收的发射触发脉冲信号进行过占空比检测；过脉宽检测模块，配置成对CPLD接收的发射触发脉冲信号进行过脉宽检测；或逻辑模块，用于将过占空比检测模块和过脉宽检测模块的输出信号进行或操作，并输出脉冲异常信号。基于CPLD的雷达发射脉冲检测与保护系统体积小、集成度高，只需在发射机控制保护系统中增加少量驱动电路，大大减少器件数量及电路复杂度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于CPLD的雷达发射脉冲检测与保护系统及方法
本专利技术涉及雷达信号检测与控制领域，特别涉及一种基于CPLD的雷达发射脉冲检测与保护系统及方法。
技术介绍
雷达发射机的主要功能是将激励器送来的微波信号在调制脉冲控制下进行功率放大，然后送给天线，作为雷达系统照射源。现代雷达发射机可以分为真空管发射机和固态发射机两种类型,它们的核心器件分别是真空管和功放管,价格都非常昂贵。对脉冲雷达发射机而言,这两种器件都工作在脉冲状态。脉冲雷达发射机对触发脉冲的宽度与占空比的要求非常严格，触发脉冲占空比超限(过占空比)和宽度超限(过脉宽)的异常现象，会造成真空管或功放管等关键器件的损伤。在这些异常情况下，必须对发射机进行及时的保护。因此，提升对雷达发射脉冲占空比和脉宽等参数的实时检测能力,对增强雷达发射机的可靠性具有非常重要的意义。传统的过脉宽和过占空比检测采用小规模集成电路实现，多采用运放器件搭建整流滤波电路，通过电容滤波储能，将雷达发射脉冲矩形波变换为直流电平，并送入比较器与设定的门限进行比较判断，以确定是否故障。传统的过脉宽和过占空比检测存在如下主要缺点：(1)体积大：采用此方式完成过脉宽和过占空比检测需要在发射机控制保护系统中额外增加电容、运放、比较器等外围集成电路。不满足现代雷达小型化、高集成度的要求。(2)移植性差：采用此方式必须通过精确调整外围电容、电阻大小方能得到理想结果，且当输入信号频率变化时，需要重新调整电容电阻大小。调试不方便，不适应雷达脉冲多频率、多状态的要求。(3)可靠性差：采用此方式还存在外围器件影响大，可靠性差的问题。电容漏电、运放输入失调电压和失调电流等问题都会影响检测的可靠性。(4)温度特性差：由于外围电容的温度特性较差，温度变化范围大时，电容容值变化也大，导致检测结果易出现虚警。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供了一种基于CPLD的雷达发射脉冲检测与保护系统及方法，以解决现有过脉宽和过占空比检测装置和方法存在的至少一个问题。本专利技术的技术方案是：一种基于CPLD的雷达发射脉冲检测与保护系统，包括：CPLD；驱动电路，用于将发射触发脉冲信号传输至所述CPLD；晶体振荡器，用于向所述CPLD提供基准时钟信号；过占空比检测模块，设置在所述CPLD中，配置成对所述CPLD接收的发射触发脉冲信号进行过占空比检测；过脉宽检测模块，设置在所述CPLD中，配置成对所述CPLD接收的发射触发脉冲信号进行过脉宽检测；或逻辑模块，设置在所述CPLD中，用于将所述过占空比检测模块和过脉宽检测模块的输出信号进行或操作，并输出脉冲异常信号。可选的，所述过占空比检测模块包括：分频模块，利用所述基准时钟信号产生检测周期为40ms的时钟以及周期为100ns的计数基准时钟；第一逻辑模块，在40ms时钟周期内，通过100ns的计数基准时钟检测触发脉冲的高电平时间，与预设的过占空比门限值对应的高电平时间进行比较；过占空比输出模块，用于输出过占空比比较结果。可选的，所述过脉宽检测模块包括：第二逻辑模块，在触发脉冲高电平周期内，检测触发脉冲的高电平时间，与预设的过脉宽门限值进行比较；过脉宽输出模块，用于输出过脉宽比较结果。本专利技术还提供了一种基于CPLD的雷达发射脉冲检测与保护方法，包括如下步骤：步骤一、CPLD内部的分频模块对晶体振荡器产生的基准时钟信号进行分频，以产生检测周期为40ms的时钟以及周期为100ns的计数基准时钟；步骤二、CPLD内部的第一逻辑模块在40ms时钟周期内，通过100ns的计数基准时钟检测触发脉冲的高电平时间，并与预设的过占空比门限值对应的高电平时间进行比较；如果大于预设的过占空比门限值对应的高电平时间，则通过过占空比输出模块输出异常信号；否则，输出正常信号；步骤三、CPLD内部的第二逻辑模块，在触发脉冲高电平周期内，检测触发脉冲的高电平时间，与预设的过脉宽门限值进行比较；如果大于预设的过脉宽门限值，则通过过脉宽输出模块输出异常信号；否则，输出正常信号；步骤四、CPLD内部的或逻辑模块接收步骤二和步骤三的输出信号，并将两个信号进行或操作，最终输出脉冲异常信号。可选的，所述步骤二包括：步骤2.1、CPLD设置一个过占空比检测异常变量Err1，一个过占空比计数变量N1，一个过占空比门限常量Max1；步骤2.2、CPLD设置两个上升沿检测变量S1、S2，CPLD在每个100ns的基准时钟上升沿，将40ms的时钟信号非阻塞式赋值给S1，并将S1非阻塞式赋值给S2；步骤2.3、CPLD在每个100ns的基准时钟上升沿，判断S1＝＝1并且S2＝＝0是否成立，若是则对过占空比计数变量N1置0；步骤2.4、CPLD在每个100ns的基准时钟上升沿，判断发射触发脉冲是否为高电平，若是则过占空比计数变量N1累加1；步骤2.5、CPLD在每个100ns的基准时钟上升沿，判断变量N1>Max1是否成立；若是则过占空比检测异常变量Err1置1，否则Err1置0。可选的，所述步骤三包括：步骤3.1、CPLD设置一个过脉宽检测异常变量Err2，一个过脉宽计数变量N2，一个过脉宽门限常量Max2；步骤3.2、CPLD在每个25ns的基准时钟上升沿，判断发射触发脉冲是否出现上升沿，若是则对过脉宽计数变量N2置0；步骤3.3、CPLD在每个25ns的基准时钟上升沿，判断发射触发脉冲是否为高电平，若是则过脉宽计数变量N2累加1；步骤3.4、CPLD在每个25ns的基准时钟上升沿，判断变量N2>Max2是否成立；若是则过脉宽检测异常变量Err2置1，否则Err2置0。专利技术效果：本专利技术的基于CPLD的雷达发射脉冲检测与保护系统及方法至少包括如下优点：(1)、体积小、集成度高，只需在发射机控制保护系统中增加少量驱动电路，大大减少器件数量及电路复杂度；(2)、可移植性强，本专利技术主要通过在CPLD内部用硬件描述语言编程实现，可根据不同的系统需求在代码中改变相应参数即可实现。(3)、可靠性高、温度特性好，本专利技术主要通过CPLD内的数字逻辑实现，外围器件少、可靠性高，且受环境温度的影响很小、温度特性好。(4)、本专利技术可应用于雷达发射机控制保护系统，也可适用于其他类似的脉冲过占空比、过脉宽检测与保护的应用场合。附图说明图1是本专利技术基于CPLD的雷达发射脉冲检测与保护系统及方法的硬件电路原理框图。具体实施方式为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于CPLD的雷达发射脉冲检测与保护系统，其特征在于，包括：CPLD；驱动电路，用于将发射触发脉冲信号传输至所述CPLD；晶体振荡器，用于向所述CPLD提供基准时钟信号；过占空比检测模块，设置在所述CPLD中，配置成对所述CPLD接收的发射触发脉冲信号进行过占空比检测；过脉宽检测模块，设置在所述CPLD中，配置成对所述CPLD接收的发射触发脉冲信号进行过脉宽检测；或逻辑模块，设置在所述CPLD中，用于将所述过占空比检测模块和过脉宽检测模块的输出信号进行或操作，并输出脉冲异常信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于CPLD的雷达发射脉冲检测与保护系统，其特征在于，包括：CPLD；驱动电路，用于将发射触发脉冲信号传输至所述CPLD；晶体振荡器，用于向所述CPLD提供基准时钟信号；过占空比检测模块，设置在所述CPLD中，配置成对所述CPLD接收的发射触发脉冲信号进行过占空比检测；过脉宽检测模块，设置在所述CPLD中，配置成对所述CPLD接收的发射触发脉冲信号进行过脉宽检测；或逻辑模块，设置在所述CPLD中，用于将所述过占空比检测模块和过脉宽检测模块的输出信号进行或操作，并输出脉冲异常信号。2.根据权利要求1所述的检测与保护系统，其特征在于，所述过占空比检测模块包括：分频模块，利用所述基准时钟信号产生检测周期为40ms的时钟以及周期为100ns的计数基准时钟；第一逻辑模块，在40ms时钟周期内，通过100ns的计数基准时钟检测触发脉冲的高电平时间，与预设的过占空比门限值对应的高电平时间进行比较；过占空比输出模块，用于输出过占空比比较结果。3.根据权利要求1所述的检测与保护系统，其特征在于，所述过脉宽检测模块包括：第二逻辑模块，在触发脉冲高电平周期内，检测触发脉冲的高电平时间，与预设的过脉宽门限值进行比较；过脉宽输出模块，用于输出过脉宽比较结果。4.一种基于CPLD的雷达发射脉冲检测与保护方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、CPLD内部的分频模块对晶体振荡器产生的基准时钟信号进行分频，以产生检测周期为40ms的时钟以及周期为100ns的计数基准时钟；步骤二、CPLD内部的第一逻辑模块在40ms时钟周期内，通过100ns的计数基准时钟检测触发脉冲的高电平时间，并与预设的过占空比门限值对应的高电平时间进行比较；如果大于预设的过占空比门限值对应的高电平时间，则通过过占空比输出模块输出异常信号；否则，输出正常信号；步骤三、CPLD内部的第二逻辑模块，在触发...

【专利技术属性】
技术研发人员：王顺红，吴铭，孙志强，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32