基于DBF同时多波束的天气雷达高速处理板制造技术

本实用新型专利技术涉及数字阵列多普勒天气雷达信号处理技术领域，特别涉及一种基于DBF同时多波束的天气雷达高速处理板。本实用新型专利技术包括集成在处理板上的FPGA控制器模块以及DSP处理器模块，所述FPGA控制器模块与DSP处理器模块之间双向通信连接，FPGA控制器模块分别与第一存储器模块、接口模块之间双向通信连接，所述DSP处理器模块与第二存储器模块之间双向通信连接；所述FPGA控制器模块分别与测试端口、时钟端口、服务器之间双向通信连接。本实用新型专利技术采用FPGA+DSP的架构，具备成本低廉、传输和处理速度快、体积小、设备量少、功能强、便于安装等多方面优点。

【技术实现步骤摘要】
基于DBF同时多波束的天气雷达高速处理板
本技术涉及数字阵列多普勒天气雷达信号处理
，特别涉及一种基于DBF同时多波束的天气雷达高速处理板。
技术介绍
数字波束形成技术(DBF)是阵列信号处理系统的一个核心部分，其根本意义在于要在特定的方向形成一个波束图案，对基阵预采样的信号进行空域滤波，增强来自某一方位的信号，对干扰进行抑制，同时判断目标的方位。所以，波束形成技术的研究在雷达、声纳、通信等系统中显得非常重要。自适应数字波束形成(ADBF)能根据雷达工作环境或雷达工作方式的变化，快速地改变空域滤波所需的权矢量，空域滤波器的特性就会随之发生变化，使其具有自适应能力，使空间滤波器在干扰方向具有可能低的响应，而同时在目标方向保持尽可能大的响应。全数字阵列体制的多普勒天气雷达需要同时接收几十路甚至上百路阵元通道的IQ数据送往ADBF处理板，ADBF处理后的数据需要送至服务器进行软件化信号处理，因此高速的数据传输及其互联网络是决定ADBF处理器系统性能的关键因素。由于要进行ADBF同时多波束的运算，因此硬件处理的速度也影响雷达的具体工程实现，现有的天气雷达处理板存在着通道数少，成本高、体积大的缺陷。
技术实现思路
本技术为了克服上述现有技术的不足，提供了一种通道数多、成本低廉、体积小的天气雷达处理板。为实现上述目的，本技术采用了以下技术措施：基于DBF同时多波束的天气雷达高速处理板包括集成在处理板上的FPGA控制器模块以及DSP处理器模块，所述FPGA控制器模块与DSP处理器模块之间双向通信连接，FPGA控制器模块分别与第一存储器模块、接口模块之间双向通信连接，所述DSP处理器模块与第二存储器模块之间双向通信连接；所述FPGA控制器模块分别与测试端口、时钟端口、服务器之间双向通信连接。本技术还可以通过以下技术措施进一步实现。优选的，所述第一存储器模块包括第一SRAM存储芯片、第二SRAM存储芯片、EEROM存储芯片以及千兆网芯片，所述第一SRAM存储芯片、第二SRAM存储芯片、EEROM存储芯片、千兆网芯片均与FPGA控制器模块之间双向通信连接。优选的，所述第二存储器模块包括SDRAM存储芯片以及FLASH存储芯片，所述SDRAM存储芯片以及FLASH存储芯片均与DSP处理器模块之间双向通信连接。优选的，所述接口模块包括光纤接口单元、232串口线接口单元、422差分信号线接口单元、TTL信号线接口单元，多个所述光纤接口单元、232串口线接口单元、422差分信号线接口单元、TTL信号线接口单元均与FPGA控制器模块之间双向通信连接。优选的，所述测试端口包括两个SMA测试端口以及一个SMA时钟端口。进一步的，所述FPGA控制器模块为美国Altera公司生产的EP4SGX360NF芯片。进一步的，所述DSP处理器模块为美国AnalogDevices公司生产的ADSP-TS201处理器。进一步的，所述FPGA控制器模块与DSP处理器模块之间通过Link口双向通信连接。更进一步的，所述光纤接口单元包括14路光纤通道，232串口线接口单元包括4对232串口线，422差分信号线接口单元包括4对422差分信号线，TTL信号线接口单元包括16位双向TTL信号线；14路光纤通道、4对232串口线、4对422差分信号线、16位双向TTL信号线均与FPGA控制器模块之间双向通信连接。本技术的有益效果在于：1)、本技术包括集成在处理板上的FPGA控制器模块以及DSP处理器模块，DSP处理器模块采用ADSP-TS201处理器，FPGA控制器模块采用EP4SGX360NF芯片，ADSP-TS201处理器的系统总线是同步的，EP4SGX360NF芯片内部的乘法器数量符合自适应波束形成的要求，而且网络芯片采用的是千兆网芯片，因此数据传输效率更高，解决了多路甚至上百路阵元A/D采样之后高数据率IQ处理和传输的难题，本技术通过千兆以太网口将ADBF和脉压之后的IQ数据送至服务器进行后续处理，为数字阵列多普勒天气雷达奠定勒技术基础，本技术采用FPGA+DSP的架构，具备成本低廉、传输和处理速度快、体积小、设备量少、功能强、便于安装等多方面优点。值得特别指出的是：本技术只保护由上述物理部件以及连接各个物理部件之间的线路所构成的装置或者物理平台，而不涉及其中的软件部分。2)、所述第一存储器模块包括第一SRAM存储芯片、第二SRAM存储芯片、EEROM存储芯片，第二存储器模块包括SDRAM存储芯片以及FLASH存储芯片，因此本技术存储的数据量大，从而满足了大数据容量的存储要求。附图说明图1为本技术的多普勒天气雷达高速处理板组成原理框图。图中的附图标记含义如下：10—FPGA控制器模块20—DSP处理器模块30—第一存储器模块31—第一SRAM存储芯片32—第二SRAM存储芯片33—EEROM存储芯片34—千兆网芯片40—第二存储器模块41—SDRAM存储芯片42—FLASH存储芯片50—接口模块51—光纤接口单元52—232串口线接口单元53—422差分信号线接口单元54—TTL信号线接口单元60—测试端口70—时钟端口具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1所示，一种基于DBF同时多波束的天气雷达高速处理板包括集成在处理板上的FPGA控制器模块10以及DSP处理器模块20，所述FPGA控制器模块10与DSP处理器模块20之间双向通信连接，FPGA控制器模块10分别与第一存储器模块30、接口模块50之间双向通信连接；所述接口模块50的信号输入端连接数字阵列模块的光纤输出端，所述DSP处理器模块20与第二存储器模块40之间双向通信连接；所述FPGA控制器模块10分别与测试端口60、时钟端口70、服务器之间双向通信连接。具体的，所述FPGA控制器模块10和DSP处理器模块20均连接60MHz时钟晶振。所述第一存储器模块30包括第一SRAM存储芯片31、第二SRAM存储芯片32、EEROM存储芯片33以及千兆网芯片34，所述第一SRAM存储芯片31、第二SRAM存储芯片32、EEROM存储芯片33、千兆网芯片34均与FPGA控制器模块10之间双向通信连接。所述千兆网芯片34为100/1000M网络接口。所述第二存储器模块40包括SDRAM存储芯片41以及FLASH存储芯片42，所述SDRAM存储芯片41以及FLASH存储芯片42均与DSP处理器模块20之间双向通信连接。所述SDRAM存储芯片41连接60MHz时钟晶振，SDRAM存储芯片41的内存为2Gb，FLASH存储芯片42的内存为256Mb，所述第一SRAM存储芯片31、第二SRAM存储芯片32的内存为2M×36bit。所述接口模块50包括多个光纤接口单元51、232串口线接口单元52、422差分信号线接口单元53、TTL信号线接口单元54，多个所述光纤接口单元51、232串口线接口单元52本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于DBF同时多波束的天气雷达高速处理板，其特征在于：包括集成在处理板上的FPGA控制器模块(10)以及DSP处理器模块(20)，所述FPGA控制器模块(10)与DSP处理器模块(20)之间双向通信连接，FPGA控制器模块(10)分别与第一存储器模块(30)、接口模块(50)之间双向通信连接，所述DSP处理器模块(20)与第二存储器模块(40)之间双向通信连接；所述FPGA控制器模块(10)分别与测试端口(60)、时钟端口(70)、服务器之间双向通信连接。

【技术特征摘要】
1.基于DBF同时多波束的天气雷达高速处理板，其特征在于：包括集成在处理板上的FPGA控制器模块(10)以及DSP处理器模块(20)，所述FPGA控制器模块(10)与DSP处理器模块(20)之间双向通信连接，FPGA控制器模块(10)分别与第一存储器模块(30)、接口模块(50)之间双向通信连接，所述DSP处理器模块(20)与第二存储器模块(40)之间双向通信连接；所述FPGA控制器模块(10)分别与测试端口(60)、时钟端口(70)、服务器之间双向通信连接。2.如权利要求1所述的基于DBF同时多波束的天气雷达高速处理板，其特征在于：所述第一存储器模块(30)包括第一SRAM存储芯片(31)、第二SRAM存储芯片(32)、EEROM存储芯片(33)以及千兆网芯片(34)，所述第一SRAM存储芯片(31)、第二SRAM存储芯片(32)、EEROM存储芯片(33)、千兆网芯片(34)均与FPGA控制器模块(10)之间双向通信连接。3.如权利要求2所述的基于DBF同时多波束的天气雷达高速处理板，其特征在于：所述第二存储器模块(40)包括SDRAM存储芯片(41)以及FLASH存储芯片(42)，所述SDRAM存储芯片(41)以及FLASH存储芯片(42)均与DSP处理器模块(20)之间双向通信连接。4.如权利要求3所述的基于DBF同时多波束的天气雷达高速处理板，其特征在于：所述接口模块(50)包括光纤接口单元(51)、232串口线接口单元(52)、422差分信号线接...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔扬，金哲媛，杨琳，唐瑾，
申请(专利权)人：安徽四创电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34