《雷达发射基带信号产生装置及方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《雷达发射基带信号产生装置及方法.pdf（9页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103760538 A (43)申请公布日 2014.04.30 CN 103760538 A (21)申请号 201410036009.8 (22)申请日 2014.01.24 G01S 7/40(2006.01) (71)申请人 无锡市雷华科技有限公司 地址 214063 江苏省无锡市滨湖区山水城科 教软件园 B 区 2 号楼 (72)发明人 王天云 丁晟 陆彬 (74)专利代理机构 杭州裕阳专利事务所 ( 普通 合伙 ) 33221 代理人 应圣义 (54) 发明名称 雷达发射基带信号产生装置及方法 (57) 摘要 本发明公开了一种雷达发射基带信号产生装 置及方。
2、法， 属于雷达系统仿真技术领域， 该装置 包括信号发生模块、 信号处理模块和信号回放模 块， 信号发生模块产生初始数字信号， 同时电性 连接信号发生模块， 并对初始数字信号进行预处 理操作后进行缓存和处理操作， 信号回放模块将 处理得到的结果数字信号转换成结果模拟信号并 输出， 信号处理模块中的处理缓存单元为 FPGA 芯 片， 且 FPGA 芯片内含有 SRAM， 从而能够用于存储 信号， 省略了现有技术中需要采用外部的存储器， 从而克服了采用外部的存储器导致的影响雷达发 射基带信号产生装置性能的问题， 在提高雷达发 射基带信号产生装置的性能同时， 还降低了 PCB 布线复杂度， 进而降低了。
3、雷达仿真系统的成本。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103760538 A CN 103760538 A 1/1 页 2 1. 一种雷达发射基带信号产生装置， 其特征在于， 包括 ： 信号发生模块， 所述信号发生模块产生初始数字信号 ； 信号处理模块， 所述信号处理模块与所述信号发生模块电性连接， 且所述信号处理模 块对所述初始数字信号进行预处理操作后进行缓存和主处理操作 ； 信号回放模块， 所述信号回放模块与所述信号处理模块电。
4、性连接， 且所述信号回放模 块将处理后的结果数字信号转换成结果模拟信号并输出。 2. 如权利要求 1 所述的雷达发射基带信号产生装置， 其特征在于， 所述信号处理模块 包括 ： 处理缓存单元、 输入通讯单元和输出通讯单元， 所述处理缓存单元根据接收的所述输 入通讯单元的结果参数信号对所述预处理操作后缓存的中间数字信号进行主处理操作， 并 将主处理操作后的结果数字信号传送给输出通讯单元。 3. 如权利要求 2 所述的雷达发射基带信号产生装置， 其特征在于， 所述处理缓存单元 为 FPGA 芯片， 所述 FPGA 芯片内设有 SRAM。 4. 如权利要求 2 所述的雷达发射基带信号产生装置， 其特。
5、征在于， 所述输入通讯单元 包括 PCI 接口芯片和 CPCI 标准连接器的 J1 连接器， 所述 CPCI 标准连接器的 J1 连接器接 收外部参数模块输入的初始参数信号经过 PCI 接口芯片转换成所述结果参数信号。 5. 如权利要求 2 所述的雷达发射基带信号产生装置， 其特征在于， 所述输出通讯单元 包括光纤接口和 / 或 CPCI 标准连接器的 J5 连接器， 所述光纤接口和 / 或 CPCI 标准连接器 的 J5 连接器将所述结果数字信号进行输出。 6. 一种雷达发射基带信号产生方法， 其特征在于， 包括 ： 获取初始数字信号 ； 对所述初始数字信号进行预处理操作后得到的中间数字信号。
6、进行缓存操作 ； 对所述中间数字信号进行主处理操作后得到结果数字信号 ； 对所述结果数字信号进行转换操作后得到结果模拟信号并输出， 产生所述雷达发射基 带信号。 7. 如权利要求 6 所述的雷达发射基带信号产生方法， 其特征在于， 所述预处理操作包 括 ： 对所述初始数字信号进行上变频操作或者上变频和插入操作。 8. 如权利要求 6 所述的雷达发射基带信号产生方法， 其特征在于， 所述主处理操作包 括 ： 根据结果参数信号对所述中间数字信号进行多普勒速度调制和上变频操作， 所述结果 参数信号预先在外部转换成预定的格式。 9. 如权利要求 8 所述的雷达发射基带信号产生方法， 其特征在于， 所述。
7、主处理操作还 包括 ： 根据所述结果参数信号对所述中间数字信号进行距离衰减和天线方向图模拟操作后 得到功率控制码， 并输出所述功率控制码。 10. 如权利要求 6 所述的雷达发射基带信号产生方法， 其特征在于， 所述结果数字信号 还通过一光纤接口传输至外部显示设备上。 权 利 要 求 书 CN 103760538 A 2 1/5 页 3 雷达发射基带信号产生装置及方法 技术领域 0001 本发明涉及雷达系统仿真技术领域， 尤其涉及一种雷达发射基带信号产生装置及 方法。 背景技术 0002 众所周知的， 雷达被广泛应用于军事和民用设备中， 而雷达性能的检测对于雷达 的应用也具有十分重要的指导意义。
8、。 对于普通路基、 车载和舰载等雷达而言， 通过外场对定 标件的测试， 便能够基本解决对雷达性能的鉴定。然而， 对于机载雷达而言， 其真实应用的 环境是数千米的高空， 要做到外场标定测试， 必须通过试飞来实现。 一次试飞的成本、 周期、 资源往往十分巨大， 所以， 完全依赖于试飞的方法来实现对机载雷达性能的检测是不切实 际的。 0003 所以， 业界通常采用模拟仿真的方法对雷达性能进行检测， 其中， 最为重要的是， 雷达发射基带信号的产生， 只有产生精确的信号， 才能得到雷达性能最为精确的检测结果。 0004 图 1 是现有技术中的雷达发射基带信号产生装置的结构示意图 ； 如图所示， 在现 有。
9、技术中， 通常应用数字射频存储技术进行雷达发射基带信号仿真， 该装置包括信号发生 模块、 信号处理模块、 信号存储模块和信号回放模块， 其中， 信号存储模块需要采用大容量 存储器， 这些存储器通常是速度极高的静态存储器， 静态存储器单位成本非常高， 从而使得 雷达仿真系统整体的成本极高 ； 同时， 由于需要大量的静态存储器， 从而增加了 PCB 布线的 复杂度， 且整体雷达发射基带信号产生速度慢， 影响雷达仿真系统整体的性能。 0005 中国专利公开的雷达信号模拟器， 包括 ： PCI04 接口模块、 RAM 模块、 FPGA 模块和高 速 DAC 模块 ； PCI04 接口模块完成与 PCI。
10、04 形式的主机通过 PCI 协议完成数据传输 ； RAM 模 块采用 6 片 32 位宽的 ZBT-SRAM 作为数据缓存。 0006 该发明仍然在雷达信号模拟器中采用外部的存储器模块， 并没有克服现有技术中 存在的由于采用外部的存储器， 导致 PCB 布线复杂， 且整体的信号产生速度慢， 影响整体的 雷达信号模拟器性能的问题。 发明内容 0007 针对上述存在的问题， 本发明提供一种雷达发射基带信号产生装置及方法， 以克 服现有技术中由于采用外部的存储器导致影响雷达发射基带信号产生装置性能的问题， 从 而提高了雷达发射基带信号产生装置的性能， 同时降低了 PCB 布线复杂度， 进而降低了雷。
11、 达仿真系统的成本。 0008 为了实现上述目的， 本发明采取的技术方案为 ： 0009 一种雷达发射基带信号产生装置， 其中， 包括 ： 0010 信号发生模块， 所述信号发生模块产生初始数字信号 ； 0011 信号处理模块， 所述信号处理模块与所述信号发生模块电性连接， 且所述信号处 理模块对所述初始数字信号进行预处理操作后进行缓存和主处理操作 ； 说 明 书 CN 103760538 A 3 2/5 页 4 0012 信号回放模块， 所述信号回放模块与所述信号处理模块电性连接， 且所述信号回 放模块将处理后的结果数字信号转换成结果模拟信号并输出。 0013 上述的雷达发射基带信号产生装置。
12、， 其中， 所述信号处理模块包括 ： 处理缓存单 元、 输入通讯单元和输出通讯单元， 所述处理缓存单元根据接收的所述输入通讯单元的结 果参数信号对所述预处理操作后缓存的中间数字信号进行主处理操作， 并将主处理操作后 的结果数字信号传送给输出通讯单元。 0014 上述的雷达发射基带信号产生装置， 其中， 所述处理缓存单元为 FPGA 芯片， 所述 FPGA 芯片内设有 SRAM。 0015 上述的雷达发射基带信号产生装置， 其中， 所述输入通讯单元包括 PCI 接口芯片 和 CPCI 标准连接器的 J1 连接器， 所述 CPCI 标准连接器的 J1 连接器接收外部参数模块输 入的初始参数信号经过。
13、 PCI 接口芯片转换成所述结果参数信号。 0016 上述的雷达发射基带信号产生装置， 其中， 所述输出通讯单元包括光纤接口和 / 或 CPCI 标准连接器的 J5 连接器， 所述光纤接口和 / 或 CPCI 标准连接器的 J5 连接器将所 述结果数字信号进行输出。 0017 一种雷达发射基带信号产生方法， 其中， 包括 ： 0018 获取初始数字信号 ； 0019 对所述初始数字信号进行预处理操作后得到的中间数字信号进行缓存操作 ； 0020 对所述中间数字信号进行主处理操作后得到结果数字信号 ； 0021 对所述结果数字信号进行转换操作后得到结果模拟信号并输出， 产生所述雷达发 射基带信号。
14、。 0022 上述的雷达发射基带信号产生方法， 其中， 所述预处理操作包括 ： 对所述初始数字 信号进行上变频操作或者上变频和插入操作。 0023 上述的雷达发射基带信号产生方法， 其中， 所述主处理操作包括 ： 根据结果参数信 号对所述中间数字信号进行多普勒速度调制和上变频操作， 所述结果参数信号预先在外部 转换成预定的格式， 主要是通过外部参数模块将初始参数信号输入到 CPCI 标准连接器的 J1 连接器， 而后该初始参数信号经过 PCI 接口芯片转换成 FPGA 芯片可接收的格式。 0024 上述的雷达发射基带信号产生方法， 其中， 所述主处理操作还包括 ： 根据所述结果 参数信号对所述。
15、中间数字信号进行距离衰减和天线方向图模拟操作后得到功率控制码， 并 输出所述功率控制码， 该功率控制码是通过信号处理模块中的 CPCI 标准连接器的 J5 连接 器进行输出的。 0025 上述的雷达发射基带信号产生方法， 其中， 所述结果数字信号还通过一光纤接口 传输至外部显示设备上。 0026 上述技术方案具有如下优点或者有益效果 ： 0027 本发明提供的雷达发射基带信号产生装置包括信号发生模块、 信号处理模块和信 号回放模块， 信号发生模块产生初始数字信号， 信号处理模块电性连接信号发生模块并对 初始数字信号进行预处理操作后进行缓存和处理操作， 信号回放模块将处理得到的结果数 字信号转换。
16、成结果模拟信号并输出， 并且信号处理模块中的处理缓存单元为 FPGA 芯片， 且 FPGA 芯片内含有 SRAM， 从而能够用于存储信号， 在需要进行处理时， 提取信号并进行处理， 省略了现有技术中需要采用外部的存储器， 从而克服了采用外部的存储器导致的影响雷达 说 明 书 CN 103760538 A 4 3/5 页 5 发射基带信号产生装置性能的问题， 在提高雷达发射基带信号产生装置的性能同时， 还降 低了 PCB 布线复杂度， 进而降低了雷达仿真系统的成本。 0028 本发明提供的雷达发射基带信号产生方法包括 ： 首先获取初始数字信号 ； 再对初 始数字信号进行预处理操作后得到的中间数字。
17、信号进行缓存操作 ； 而后对中间数字信号进 行主处理操作后得到结果数字信号 ； 最后对结果数字信号进行转换操作后得到结果模拟信 号并输出， 产生雷达发射基带信号 ； 由于在预处理操作后将中间数字信号缓存于 FPGA 芯片 内部的 SRAM 中， 所以， 省略了现有技术中采用外部的存储器， 从而节省了制造成本， 另外， 由于采用内部的 SRAM， 从而使得其调取传输不需要外部布线， 从而降低了 PCB 布线的复杂 度， 同时， 由于不需要额外布线， 从而使得各个模块传输信号之间比较稳定， 提高了整个雷 达发射基带信号产生的性能。 附图说明 0029 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细。
18、描述， 本发明及其特征、 外 形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比 例绘制附图， 重点在于示出本发明的主旨。 0030 图 1 是现有技术中的雷达发射基带信号产生装置的结构示意图 ； 0031 图 2 是本发明实施例 1 提供的雷达发射基带信号产生装置的结构示意图 ； 0032 图3是本发明实施例1提供的雷达发射基带信号产生装置中的信号处理模块的结 构示意图 ； 0033 图 4 是本发明实施例 1 提供的雷达发射基带信号产生方法的流程结构示意图。 具体实施方式 0034 下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明， 但是不作为本发明的限 定。 。
19、0035 实施例 1 ： 0036 图 2 是本发明实施例 1 提供的雷达发射基带信号产生装置的结构示意图 ； 0037 图3是本发明实施例1提供的雷达发射基带信号产生装置中的信号处理模块的结 构示意图 ； 如图所示， 本发明实施例 1 提供的雷达发射基带信号产生装置包括 ： 0038 信号发生模块， 信号发生模块用以产生初始数字信号 ； 该信号发生模块主要包括 ： 模拟信号输入设备和模数转换器 （图中未示） ， 且模拟信号输入设备和模数转换器电性连 接， 在采用该雷达发射基带信号产生装置进行工作时， 首先通过模拟信号输入设备输入初 始模拟信号， 而后将该初始模拟信号传送给模数转换器， 最后通。
20、过模数转换器将该初始模 拟信号转换为初始数字信号。 0039 信号处理模块， 信号处理模块与信号发生模块电性连接， 且信号处理模块对初始 数字信号进行预处理操作后进行缓存和主处理操作 ； 该信号处理模块主要包括 ： 处理缓存 单元、 输入通讯单元和输出通讯单元， 处理缓存单元根据接收到的输入通讯单元的结果参 数信号对预处理操作后缓存的中间数字信号进行主处理操作， 并将主处理操作后的结果数 字信号传送给输出通讯单元。 0040 其中， 处理缓存单元为 FPGA 芯片， 且该 FPGA 芯片内设有 SRAM （亦可为其他具有缓 说 明 书 CN 103760538 A 5 4/5 页 6 存作用的。
21、芯片， 本实施例中优选为 FPGA 芯片） ； 输入通讯单元包括 PCI 接口芯片和 CPCI 标 准连接器的 J1 连接器， CPCI 标准连接器的 J1 连接器接收外部参数模块输入的初始参数信 号经过 PCI 接口芯片转换成结果参数信号 ； 输出通讯单元包括光纤接口和 / 或 CPCI 标准 连接器的 J5 连接器， 光纤接口和 / 或 CPCI 标准连接器的 J5 连接器将结果数字信号进行输 出。 0041 另外， 信号处理模块与信号发生模块电性连接是通过 ： 信号处理模块中的 FPGA 芯 片采用 LVDS 通信方式与信号发生模块中的模数转换器互连。在采用该雷达发射基带信号 产生装置进。
22、行工作时， 通过 LVDS 通信方式， 信号发生模块将初始数字信号传送给信号处理 模块， 信号处理模块中的 FPGA 芯片进行初步处理后得到中间数字信号， 而后将该中间数字 信号传送到 SRAM 中进行存储， 最后经过 CPCI 标准连接器和 PCI 接口芯片的激励， FPGA 芯 片对该中间数字信号进行处理得到结果数字信号。 0042 信号回放模块， 信号回放模块与信号处理模块电性连接， 且信号回放模块将处理 后的结果数字信号转换成结果模拟信号并输出 ； 该信号回放模块包括 ： 数模转换器和模拟 信号输出设备 （图中未示） ， 数模转换器和模拟信号输出设备电性连接， 数模转换器将结果 数字信。
23、号转换成结果模拟信号后， 通过模拟信号输出设备将结果模拟信号输出。 0043 所以， 本发明实施例 1 提供的雷达发射基带信号产生装置中的信号处理模块中的 处理缓存单元为 FPGA 芯片， 且 FPGA 芯片内含有 SRAM， 从而能够用于存储信号， 在需要进行 处理时， 提取信号并进行处理， 省略了现有技术中需要采用外部的存储器， 从而克服了采用 外部的存储器导致的影响雷达发射基带信号产生装置性能的问题， 在提高雷达发射基带信 号产生装置的性能同时， 还降低了 PCB 布线复杂度， 进而降低了雷达仿真系统的成本。 0044 图 4 是本发明实施例 1 提供的雷达发射基带信号产生方法的流程结构。
24、示意图 ； 如 图所示， 本发明实施例 1 提供的雷达发射基带信号产生方法包括 ： 0045 获取初始数字信号， 根据本发明实施例 1 提供的雷达发射基带信号产生装置中的 信号产生模块， 从而产生初始数字信号。 0046 再对初始数字信号进行预处理操作后得到的中间数字信号进行缓存操作， 该预处 理操作主要为 ： 对初始数字信号进行上变频操作或者上变频和插入操作， 在与处理操作后 得到中间数字信号， 并将中间数字信号进行缓存到 FPGA 芯片的 SRAM 中。 0047 而后， 对中间数字信号进行主处理操作后得到结果数字信号， 该主处理操作主要 包括 ： 根据结果参数信号对中间数字信号进行多普勒。
25、速度调制和上变频操作， 其中， 结果参 数信号预先在外部转换成预定的格式， 主要是通过外部参数模块输入到 CPCI 标准连接器 的J1连接器的初始参数信号经过PCI接口芯片转换格式而成， 使得该转换后的结果参数信 号符合 FPGA 格式 ； 同时， 将该结果数字信号传输到光纤接口， 由于光纤接口的另一端与外 部显示设备相连， 从而使得该结果数字信号能够显示在外部显示设备上。 0048 另外， 该主处理操作还包括 ： 根据结果参数信号对中间数字信号进行距离衰减和 天线方向图模拟操作后得到功率控制码， 并输出该功率控制码， 该功率控制码是通过信号 处理模块中的 CPCI 标准连接器的 J5 连接器。
26、进行输出的。 0049 最后， 对结果数字信号进行转换操作后得到结果模拟信号并输出， 该转换操作依 赖于本发明实施例 1 提供的雷达发射基带信号产生装置中的数模转换器， 从而产生雷达发 射基带信号。 说 明 书 CN 103760538 A 6 5/5 页 7 0050 所以， 本发明实施例 1 提供的雷达发射基带信号产生方法中信号处理模块对初始 数字信号进行初步处理操作后得到中间数字信号， 而后将中间数字信号存储于所述 FPGA 芯片的 SRAM 中 ； 由于优化了雷达发射基带信号产生方法， 从而使得采用 FPGA 本身的 SRAM 存储模块便能满足要求， 所以， 省略了现有技术中采用外部的。
27、存储器， 从而节省了制造成 本， 另外， 由于采用内部的 SRAM， 从而使得其调取传输不需要外部布线， 从而降低了 PCB 布 线的复杂度， 同时， 由于不需要额外布线， 从而使得各个模块传输信号之间比较稳定， 提高 了整个雷达发射基带信号产生的性能。 0051 本领域技术人员应该理解， 本领域技术人员结合现有技术以及上述实施例可以实 现所述变化例， 在此不予赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容， 在此不予赘述。 0052 以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是， 本发明并不局限于上述 特定实施方式， 其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实 施 ； 任何熟悉本领域的技术人员， 在不脱离本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰， 或 修改为等同变化的等效实施例， 这并不影响本发明的实质内容。 因此， 凡是未脱离本发明技 术方案的内容， 依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、 等同变化以及 修饰， 均仍属于本发明技术方案保护的范围内。 说 明 书 CN 103760538 A 7 1/2 页 8 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103760538 A 8 2/2 页 9 图 4 说 明 书 附 图 CN 103760538 A 9 。