雷达数据采集系统及其采集方法技术方案

本发明专利技术涉及一种雷达数据采集系统及方法，系统包括采集控制功能装置和主机数据记录接口装置，其中系统还包括存储功能模块，主机数据记录接口装置为ＰＣＩ总线控制装置，ＰＣＩ总线控制装置通过ＰＣＩ总线与数据记录主机连接，采集控制功能装置分别与存储功能模块、ＰＣＩ总线控制装置相连。方法包括将采集的雷达数据信号进行采样量化处理、将经过处理后的数据传至存储功能模块中、将数据从存储功能模块中取出并通过ＰＣＩ总线控制装置传送至数据记录主机。采用该种雷达数据采集系统及方法，提高了兼容性、可移植性和通用性，便于应用和开发；且实时采集、传送和存储，简单方便，性能稳定可靠，使用范围较广，为雷达技术进一步发展奠定了坚实基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，特别涉及雷达数据采集
，具体是指一种雷达数据采 集系统及其采集方法。
技术介绍
随着电子器件的高速发展和计算机总线技术日趋成熟，数据采集的采样速率已经得以飞速发展，现今的A/D采样率已经达到10GS/s，通过A/D采样在中频对雷达进行信号处理变得 完全可能。雷达数据采集技术实现了多种分辨率图像信号的采集与保存。支持二级开发，可用于雷 达、医学、产品质量检测等各种领域，应用范围包括数据采集、波形分析和信号处理，也可 用其完善工业生产过程监控系统。在传统的雷达显示终端中所涉及到的视频信号是模拟的，随着计算机技术和IC技术的不 断发展，使这种模拟信号的数字化成为可能，也使得雷达视频的存储和远距离传输成为可能， 并在实际中得到越来越多的应用，并在基于这种技术背景下开展了相应的研究。PCI局部总线是微型计算机中处理器/存储器与外围控制部件，是各类扩展卡之间的互 连接口， PCI总线规范是互连机构的协议，以及电气和机械配置的规范，是当今高性能微型计算机事实上的总线标准。33MHz/ 32位的PCI总线就可以实现132MB / S的数据传输速率，它还能够配合要求彼 此间快速访问或快速访问系统存储器的适配器工作，也能让处理器以接近自身总线全速度访 问适配器，在嵌入式计算机和工业控制计算机方面具有广泛的应用前景。在处理高速雷达信号过程中，数据的采集和存取是其中重要的一个环节。雷达信号的处 理一般都要求几MB/S甚至几十MB/S的速度。而目前用于PC机的数据采集系统大部分 是基于ISA总线的，其最大缺点就是传输数据速度低，不能实现实时传输。同时，以往的雷 达视频实时数据采集方案在硬件、驱动和软件方面不同程度的存在数据采集速度、信号处理 效果失真等若干问题，在实用性和可行性方面无法有效推广。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够高效完成对雷达回波信号 的采集和存储、兼容性强、可移植性和通用性较好、实现简单方便、工作性能稳定可靠、使 用范围较为广泛的。为了实现上述的目的，本专利技术的如下该雷达数据采集系统，包括采集控制功能装置和主机数据记录接口装置，其主要特点是， 所述的系统还包括存储功能模块，所述的主机数据记录接口装置为PCI总线控制装置，且该 PCI总线控制装置通过PCI总线与数据记录主才几相连接，所述的采集控制功能装置分别与所 述的存储功能模块、PCI总线控制装置相连接。该雷达数据采集系统的采集控制功能装置包括采集模块和核心控制逻辑模块，所述的采 集模块连接于该核心控制逻辑模块，所述的PCI总线控制装置为PCI桥控制模块。该雷达数据采集系统的采集模块、核心控制逻辑模块和PCI桥控制模块均设置于同一可 编程逻辑器件芯片中。该雷达数据采集系统的核心控制逻辑模块包括采集管理单元、帧存管理单元、压缩单元 和本地控制单元，所述的本地控制单元分别与所述的PCI桥控制模块和采集管理单元相连接， 所述的压缩单元通过帧存管理单元分别与本地控制单元、采集管理单元和PCI桥控制模块相 连接。该雷达数据采集系统的存储功能模块为静态随机访问存储器SRAM,所述的静态随机访 问存储器SRAM与所述的帧存管理单元相连接。该使用上述的系统进行雷达数据采集的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤(1) 采集控制功能装置将采集到的雷达数据信号进行采样量化处理；(2) 采集控制功能装置将经过处理后的数据传输至存储功能模块中；(3 )采集控制功能装置将数据从存储功能模块中取出，并通过PCI总线控制装置传送至 数据记录主机。该雷达数据采集的方法的采集控制功能装置将采集到的雷达数据信号进行采样量化处理 包括以下步骤(1) 采集控制功能装置将采集到的雷达模拟视频信号进行采样量化处理；(2) 将处理后的信号进行量程归并；(3) 随后将处理后的信号相对于主脉冲对齐，并加入数据帧头信息。 该雷达数据采集的方法的采集控制功能装置包括采集模块，核心控制逻辑模块，所述的采集模块连接于该核心控制逻辑模块，所述的采集控制功能装置将采集到的雷达数据信号进行采样量化处理还包括以下步骤(4)将一个主脉冲正程的雷达回波信号数据通过DMA方式从采集模块传输至核心控制 逻辑模块中；(5 )使用乒乓存储区方式，通过DMA方式将核心控制逻辑模块中的信号数据送入显示应用模块进行数据合并、抗异步干扰处理，并实时显示；所述的采集控制功能装置将经过处理后的数据传输至存储功能模块为 使用乒乓存储区方式，通过DMA方式将核心控制逻辑模块中的信号数据送入存储功能模块中。该雷达数据采集的方法的将数据从存储功能模块中取出并通过PCI总线控制装置传送至 数据记录主机可以包括以下步骤(1 )采集控制功能装置从存储功能模块中取出有效数据并通过游程编码算法进行无损压 缩处理；(2)在该压缩后的有效数据中加入标示数据有效长度的信息；(3 )在该有效数据的前面加入数个判断有效数据起始位置的特殊字节；(4) 将数据采用DMA方式通过PCI总线控制装置送至数据记录主机；(5) 该数据记录主机接收到数据后，从数据的头部搜索所述的特殊字节，找出有效数据 的起始位置；(6) 该数据记录主机从该有效数据的预定地址中读出长度信息，再根据该长度信息读取 压缩后的有效数据；(7) 该数据记录主机保存经过解压缩算法得到的有效数据。该雷达数据采集的方法的将数据从存储功能模块中取出并通过PCI总线控制装置传送至 数据记录主机也可以包括以下步骤(1) 采集控制功能装置从存储功能模块中取出有效数据；(2) 在该有效数据的前面加入数个判断有效数据起始位置的特殊字节； (3 )将数据采用DMA方式通过PCI总线控制装置送至数据记录主机；(4) 该数据记录主机接收到数据后，从数据的头部搜索所述的特殊字节，找出有效数据 的起始位置；(5) 该数据记录主机读取该有效数据；(6) 该数据记录主机直接保存该有效数据。采用了该专利技术的，由于在采集系统中采用了 CPLD、 FPGA等可编程逻辑器件，从而较好的解决了信号的负载能力问题，并且将复杂的PCI总线 接口转换为相对简单的接口，不仅提高了该雷达数据采集系统的兼容性、可移植性和通用性， 而且使得该系统便于应用和开发；同时，在数据采集过程中采用了双数据緩存队列(FIFO, First Input First Output)技术，通过DMA (Direct Memory Access)方式利用单个FIFO —次 传输一帧雷达数据信号，即一个主脉沖正程的雷达回波信号，从而保证了雷达信号的实时采 集、传送和存储，实现方法简单方便，工作性能穗定可靠，使用范围较为广泛，为雷达技术 的进一步发展奠定了坚实的基础。附图说明图1为本专利技术的雷达数据采集系统的功能模块整体框图。图2为本专利技术的雷达数据采集系统的硬件模块关系框图。图3为本专利技术的雷达数据采集系统的工作原理示意图。图4为本专利技术的雷达数据采集工作流程图。图5为本专利技术的雷达数据采集系统的逻辑结构框图。图6为本专利技术的雷达数据采集方法的各个逻辑数据通道的分时关系示意图。图7为本专利技术的雷达数据采集方法的帧格式示意图。图8为本专利技术的雷达数据采集系统中使用CPLD实现双FIFO控制的内部控制逻辑示意图。图9为本专利技术的雷达数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种雷达数据采集系统，包括采集控制功能装置和主机数据记录接口装置，其特征在于，所述的系统还包括存储功能模块，所述的主机数据记录接口装置为ＰＣＩ总线控制装置，且该ＰＣＩ总线控制装置通过ＰＣＩ总线与数据记录主机相连接，所述的采集控制功能装置分别与所述的存储功能模块、ＰＣＩ总线控制装置相连接。

【技术特征摘要】
1、一种雷达数据采集系统，包括采集控制功能装置和主机数据记录接口装置，其特征在于，所述的系统还包括存储功能模块，所述的主机数据记录接口装置为PCI总线控制装置，且该PCI总线控制装置通过PCI总线与数据记录主机相连接，所述的采集控制功能装置分别与所述的存储功能模块、PCI总线控制装置相连接。2、 根据权利要求1所述的雷达数据采集系统，其特征在于，所述的采集控制功能装置包 括采集模块和核心控制逻辑模块，所述的采集模块连接于该核心控制逻辑模块，所述的PCI 总线控制装置为PCI桥控制模块。3、 根据权利要求2所述的雷达数据采集系统，其特征在于，所述的采集模块、核心控制 逻辑模块和PCI桥控制模块均设置于同一可编程逻辑器件芯片中。4、 根据权利要求2或3所述的雷达数据采集系统，其特征在于，所述的核心控制逻辑模 块包括采集管理单元、帧存管理单元、压缩单元和本地控制单元，所述的本地控制单元分别 与所述的PCI桥控制模块和采集管理单元相连接，所述的压缩单元通过帧存管理单元分别与 本地控制单元、采集管理单元和PCI桥控制模块相连接。5、 根据权利要求4所述的雷达数据采集系统，其特征在于，所述的存储功能模块为静态 随机访问存储器SRAM，所述的静态随机访问存储器SRAM与所述的帧存管理单元相连接。6、 一种使用权利要求1所述的系统进行雷达数据采集的方法，其特征在于，所述的方法 包括以下步骤(1) 采集控制功能装置将采集到的雷达数据信号进行采样量化处理；(2) 采集控制功能装置将经过处理后的数据传输至存储功能模块中；(3 )采集控制功能装置将数据从存储功能模块中取出，并通过PCI总线控制装置传送至 数据记录主机。7、 根据权利要求6所述的雷达数据采集的方法，其特征在于，所述的采集控制功能装置 将采集到的雷达数据信号进行采样量化处理包括以下步骤(1) 采集控制功能装置将采集到的雷达模拟视频信号进行采样量化处理；(2) 将处理后的信号进行量程归并；(3) 随后将处理后的信号相对于主脉冲对齐，并加入数据帧头信息。8、 根据权利要求7所述的雷达数据采...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩友力，刘刚，
申请(专利权)人：上海易罗信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]