專利名稱：區(qū)域可控雷達(dá)信號(hào)頻帶壓縮處理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于雷達(dá)信號(hào)記錄和傳輸處理裝置領(lǐng)域。
在對(duì)寬帶的雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行記錄、傳輸過程中，需對(duì)雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行帶寬的壓縮和恢復(fù)處理。在許多應(yīng)用場合，所處理的雷達(dá)信號(hào)包括了大量無用的雷達(dá)覆蓋區(qū)域(如陸地區(qū)域)，這勢必要影響有效處理區(qū)域的處理效果，使可實(shí)現(xiàn)的最大壓比和處理距離的矛盾難以解決。現(xiàn)有的非相參脈沖體制雷達(dá)信號(hào)的頻帶壓縮主要是利用CCD或RAM器件存貯雷達(dá)信號(hào)，并通過改變信號(hào)存貯時(shí)的讀、寫速率實(shí)現(xiàn)的。信號(hào)處理范圍從零距離開始，信號(hào)處理的時(shí)鐘和壓比是固定不變的。信號(hào)頻帶可壓縮的倍數(shù)取決于雷達(dá)脈沖重復(fù)周期與所需處理的雷達(dá)信號(hào)的距離范圍之比。這樣，對(duì)于處理信號(hào)的距離范圍，信號(hào)頻帶的壓比就受到-定的限制。因此，目前用于雷達(dá)信號(hào)記錄與傳輸?shù)睦走_(dá)信號(hào)處理器(或稱雷達(dá)信號(hào)復(fù)用設(shè)備MUX/DMUX)，由于對(duì)雷達(dá)信號(hào)的處理是由零距離開始的，對(duì)于遠(yuǎn)距離的目標(biāo)回波信號(hào)或?qū)τ诖髱挼睦走_(dá)信號(hào)就很難被通用電視傳輸設(shè)備傳輸或被普通家用錄像機(jī)記錄。
本實(shí)用新型的目的是克服上述雷達(dá)信號(hào)頻帶壓縮設(shè)備的缺點(diǎn)。區(qū)域可控雷達(dá)信號(hào)頻帶壓縮處理器采用了區(qū)域設(shè)置，通過對(duì)處理區(qū)域的預(yù)置，將頻帶處理范圍集中于所關(guān)心的雷達(dá)覆蓋區(qū)域；采用了壓比自適應(yīng)控制，實(shí)現(xiàn)了頻帶壓比的自動(dòng)調(diào)整，保證了以最大可實(shí)現(xiàn)的頻帶壓比對(duì)雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行頻帶壓縮，有效地解決了信號(hào)頻帶壓縮倍數(shù)與雷達(dá)脈沖重復(fù)周期和信號(hào)處理范圍間的矛盾。對(duì)于窄脈沖(大帶寬)雷達(dá)信號(hào)，在遠(yuǎn)距離的處理區(qū)域上，能夠比已有技術(shù)得到更大的頻帶壓縮比，從而，可在通用電視信號(hào)傳輸設(shè)備上或記錄設(shè)備上，在雷達(dá)的全部探測區(qū)域上對(duì)所關(guān)心的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的信號(hào)選擇性傳輸和記錄。同時(shí)，由于采用了區(qū)域選擇和控制，去除了不需要的雷達(dá)回波信號(hào)，壓縮了傳輸、記錄以及數(shù)據(jù)處理的容量。本實(shí)用新型還根據(jù)脈沖重復(fù)周期、脈沖寬度和預(yù)置的處理區(qū)域范圍，進(jìn)行壓比的自適應(yīng)控制和時(shí)鐘頻率的自適應(yīng)選擇，從而保證在實(shí)現(xiàn)傳輸和記錄所需要的頻帶前提下，獲得最大的處理范圍。此外，本實(shí)用新型的雷達(dá)信號(hào)輸入輸出接口可實(shí)現(xiàn)與多種岸、船雷達(dá)相配接；RS232標(biāo)準(zhǔn)的串行接口可與微機(jī)或電子海圖信息系統(tǒng)相連接，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)參數(shù)和記錄與傳輸區(qū)域的自動(dòng)設(shè)置。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案為區(qū)域可控雷達(dá)信號(hào)頻帶壓縮處理器是由箱體〔III〕，前面板〔I〕，后蓋板〔II〕及裝在箱體內(nèi)若干塊帶有電子線路及電子元器件的插板所組成，具有雷達(dá)信號(hào)輸入接口電路〔A6〕，組合視頻輸出接口電路〔A7〕。頻帶壓縮處理器具有頻帶壓縮自適應(yīng)控制器〔A1〕，波門產(chǎn)生器〔A2〕產(chǎn)生各種波門，時(shí)鐘產(chǎn)生器〔A3〕，產(chǎn)生各種控制時(shí)鐘，頻帶壓縮電路〔A4〕，信道碼產(chǎn)生電路〔A5〕，區(qū)域控制和雷達(dá)參數(shù)設(shè)置器〔A8〕及方位信號(hào)處理器〔A9〕，見附圖3。在箱體〔III〕內(nèi)插板〔3-1〕，〔3-2〕上裝有信道碼產(chǎn)生電路〔A5〕，方位信號(hào)處理器〔A9〕，插板〔3-3〕，〔3-4〕上裝有頻帶壓縮自適應(yīng)控制器〔A1〕，插板〔3-5〕上裝有波門和時(shí)鐘產(chǎn)生器〔A2〕，〔A3〕，插板〔3-6〕上裝頻帶壓縮電路〔A4〕，插板〔3-7〕為測試板箱體中右側(cè)面裝有電源〔3-8〕，見附

圖1。電路板〔3-10〕裝有區(qū)域控制和雷達(dá)參數(shù)設(shè)置〔A8〕，它與前面板〔I〕上數(shù)據(jù)預(yù)置碼盤〔1-3〕相連接。前面板〔I〕上裝有時(shí)間顯示器〔1-1〕，時(shí)間預(yù)置和校準(zhǔn)鍵〔1-2〕，數(shù)據(jù)預(yù)置碼盤〔1-3〕，見附圖2。
頻帶壓縮電路〔A4〕具有雷達(dá)視頻信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器〔A4-1〕視頻數(shù)據(jù)存貯器〔A4-2〕、〔A4-3〕，地址產(chǎn)生器〔A4-4〕，數(shù)據(jù)選通器〔A4-5〕、〔A4-7〕，〔A4-8〕，D/A轉(zhuǎn)換器及組合視頻產(chǎn)生器〔A4-6〕組成，A/D，D/A轉(zhuǎn)換器采用KSV3110芯片，見附圖5。
頻帶壓比自適應(yīng)控制器〔A1〕是由單片機(jī)數(shù)據(jù)處理和控制器〔A1-1〕，同步脈沖周期檢測器〔A1-2〕，數(shù)據(jù)存貯器〔A1-3〕，數(shù)據(jù)緩沖器〔A1-4〕，〔A1-5〕組成，見附圖4，單片機(jī)數(shù)據(jù)處理和控制器〔A1-1〕是由單片機(jī)，程序存貯器和雷達(dá)參數(shù)預(yù)置數(shù)據(jù)存貯器EEPROM組成，見附圖4、7。
雷達(dá)信號(hào)如雷達(dá)的方位信號(hào)a2，同步信號(hào)b2，視頻信號(hào)c2經(jīng)雷達(dá)輸入接口電路〔A6〕進(jìn)行幅度、極性和阻抗匹配處理后輸入，其中，方位信號(hào)a2經(jīng)方位信號(hào)處理器〔A9〕編碼后送信道碼產(chǎn)生器〔A5〕；同步脈沖b2經(jīng)隔離放大處理后為信號(hào)f2，它一路被送〔A1〕中的脈沖重復(fù)周期檢測器〔A1-2〕，另一路送入波門產(chǎn)生器〔A3〕；雷達(dá)視頻信號(hào)c2經(jīng)隔離放大處理后為g2，送入頻帶壓縮和組合視頻產(chǎn)生器〔A4〕，在波門和時(shí)鐘的控制下完成對(duì)雷達(dá)視頻信號(hào)的頻帶壓縮。
1.雷達(dá)信號(hào)頻帶壓縮處理中壓比的自適應(yīng)控制電路對(duì)于不同脈沖重復(fù)頻率F有不同的脈沖寬度，可以針對(duì)不同的脈寬采用不同的壓比，以保證獲得最大的信號(hào)傳輸和記錄范圍的要求。同步脈沖周期檢測電路〔A1-2〕是由同步脈沖作清零和計(jì)數(shù)控制，計(jì)數(shù)時(shí)鐘頻率為2MHZ，重復(fù)周期T檢測精度為0.5μs。通過〔A1-2〕檢測出當(dāng)前雷達(dá)脈沖重復(fù)周期T或重復(fù)頻率F，送入壓比自適應(yīng)控制器〔A1-1〕，〔A1-1〕中的單片機(jī)從接口〔A1-4〕讀取由區(qū)域控制和雷達(dá)參數(shù)設(shè)置器〔A8〕輸入的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括雷達(dá)脈沖重復(fù)周期F，脈沖寬度τ，設(shè)置的雷達(dá)信號(hào)處理區(qū)域Rmax、Rmin、Bmax、Bmin，并滿足信號(hào)傳輸與記錄帶寬要求的信號(hào)帶寬為B0，則依據(jù)如下關(guān)系計(jì)算壓比，信號(hào)量化時(shí)鐘頻率fs≥2B(取 )壓比N≥No， ；處理距離 其中 B0——滿足信號(hào)傳輸和記錄帶寬要求的信號(hào)帶寬C——電波傳播速度(M/μs)TD——數(shù)據(jù)所占時(shí)間(μs)tain——處理區(qū)域的最小距離所對(duì)應(yīng)的時(shí)延(μs)Rpmax——可實(shí)現(xiàn)的處理的最大區(qū)域(M)F和τ之間的關(guān)系由前面板人工置入。
〔A1-1〕根據(jù)F、τ的關(guān)系及τ與信號(hào)帶寬的關(guān)系以及B0確定自適應(yīng)壓比N0并根據(jù)Rmax和Rmin進(jìn)一步確定壓比Ni和信號(hào)量化時(shí)鐘編碼CODECK，保證以最小的壓比和最低的量化時(shí)鐘頻率，實(shí)現(xiàn)最大距離范圍的信號(hào)頻帶壓縮處理。
2.處理區(qū)域的設(shè)置設(shè)希望處理的最大徑向距離為Rmax，最小為Rmin當(dāng)｜Rmax-Rmin｜≤Rmax時(shí)；信號(hào)處理范圍小于所能實(shí)現(xiàn)處理的最大區(qū)域的徑向距離R0max，可實(shí)現(xiàn)更大比例的信號(hào)頻帶壓縮。而當(dāng)｜Rmax-Rmin｜＞Rpmax時(shí)，則相應(yīng)減小壓比N，這一判別和計(jì)算由〔A1-1〕完成。
處理區(qū)域的預(yù)置可以用兩種方式進(jìn)行(1)對(duì)固定形狀的區(qū)域預(yù)置是通過前面板〔I〕上的數(shù)據(jù)碼盤〔1-3〕而設(shè)置的，可設(shè)定最大，最小方位Bmax、Bmin，最大、最小距離Rmax，Rmin，這個(gè)碼盤與〔A8〕連接，所以也是脈沖重復(fù)頻率F和脈沖寬度τ的輸入器(2)任意形狀的區(qū)域設(shè)置，可通過RS232接口直接在微機(jī)(或電子海圖顯示器)上設(shè)置。所需數(shù)據(jù)經(jīng)串行接口送信號(hào)處理器的壓比自適應(yīng)控制器〔A1-1〕，它將把這些數(shù)據(jù)按方位由小到大的順序存入數(shù)據(jù)存貯器〔A1-3〕，〔A1-1〕與雷達(dá)天線方位同步地將這些數(shù)據(jù)取出，控制信號(hào)的頻帶壓縮處理。
3.雷達(dá)信號(hào)的頻帶壓縮處理電路頻帶壓縮處理電路〔A4〕在控制波門信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)的控制下在〔A4-1〕中實(shí)現(xiàn)對(duì)雷達(dá)視頻信號(hào)的快速A/D轉(zhuǎn)換。慢速的D/A轉(zhuǎn)換在〔A4-6〕中進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)頻帶壓縮。來自雷達(dá)輸入接口電路〔A6〕的視頻信號(hào)和來自信道碼產(chǎn)生電路〔A5〕的信道碼d4，來自時(shí)鐘產(chǎn)生電路〔A3〕的A/D和D/A轉(zhuǎn)換的時(shí)鐘K〔2-1〕，K〔2-2〕，來自波門產(chǎn)生電路〔A2〕的控制波門j〔2-1〕，j〔2-3〕，進(jìn)入〔A4〕中的A/D、D/A轉(zhuǎn)換器KSV3110，〔A4〕在波門和時(shí)鐘控制下完成對(duì)雷達(dá)視頻信號(hào)的壓縮，壓縮后的視頻信號(hào)與信道碼d4合成產(chǎn)生組合視頻信號(hào)I2經(jīng)組合視頻信號(hào)輸出接口〔A7〕輸出，送入傳輸信號(hào)設(shè)備或記錄設(shè)備，見附圖5、6。
本實(shí)用新型可根據(jù)雷達(dá)脈沖重復(fù)周期和處理區(qū)域間距離自動(dòng)選取頻帶壓縮倍數(shù)，確保以最適當(dāng)?shù)膲罕葘?duì)雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行處理，頻帶壓縮倍數(shù)大，可實(shí)現(xiàn)用普通家用錄相機(jī)高質(zhì)量地記錄雷達(dá)信號(hào)和占用比電視信號(hào)窄的帶寬傳輸雷達(dá)信號(hào)，雷達(dá)信號(hào)的區(qū)域設(shè)置可用設(shè)備面板硬設(shè)置和計(jì)算機(jī)設(shè)置兩種方式設(shè)置，改變雷達(dá)信號(hào)的處理區(qū)域，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)區(qū)目標(biāo)的高質(zhì)量記錄和傳輸。可一機(jī)多用兼作雷達(dá)信號(hào)的有線或無線傳輸和記錄的信號(hào)合成與分離設(shè)備。設(shè)備成本低，功能強(qiáng)、效益高，記錄時(shí)間長。
附圖1是區(qū)域可控雷達(dá)信號(hào)頻帶壓縮處理器結(jié)構(gòu)裝配圖附圖2是頻帶壓縮處理器前面板構(gòu)造圖附圖3是頻帶壓縮處理器的電路構(gòu)成框圖附圖4是壓比自適應(yīng)控制電路〔A1〕構(gòu)成框圖附圖5是頻帶壓縮電路〔A4〕構(gòu)成框圖附圖6是頻帶壓縮電路〔A4〕電子線路原理圖附圖7是壓比自適應(yīng)控制電路〔A1〕電子線路原理圖下面是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，結(jié)合附圖詳細(xì)說明其細(xì)節(jié)。
區(qū)域可控雷達(dá)信號(hào)頻帶壓縮處理器〔A〕實(shí)現(xiàn)雷達(dá)信號(hào)的頻帶壓縮和信號(hào)合成處理。壓比自適應(yīng)控制器〔A1〕中的單片機(jī)〔A1-1〕經(jīng)接口〔A1-4〕讀取由控制區(qū)域預(yù)置器〔A8〕輸入的F、τ、Rmax、Rmin、Bmax和Bmin，數(shù)據(jù)脈沖重復(fù)周期檢測器〔A1-2〕檢測出脈沖重復(fù)周期T并將此值送〔A1-1〕，〔A1-1〕根據(jù)這些參數(shù)計(jì)算出滿足傳輸和記錄帶寬要求的壓比N0和對(duì)應(yīng)的最大處理距離R0max，及不同壓比Ni所對(duì)應(yīng)的最大處理距離Rimax。這些壓比控制參數(shù)經(jīng)編碼接口電路〔A1-5〕分別送到波門產(chǎn)生器〔A2〕和時(shí)鐘產(chǎn)生器〔A3〕。同時(shí)，〔A1-1〕也將壓比N和處理區(qū)域起始距離Rmin經(jīng)〔A1-5〕編碼送信道碼編碼器〔A5〕?！睞1-1〕可將通過串行接口輸入的區(qū)域數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)存貯器〔A1-3〕供隨時(shí)計(jì)算用。雷達(dá)的方位、同步和視頻信號(hào)(a2、b3、c2)經(jīng)雷達(dá)輸入接口電路〔A6〕進(jìn)行幅度極性和阻抗匹配處理后輸入，其中，同步脈沖經(jīng)處理(f2)一路送〔A1〕中脈沖重復(fù)周期檢測器〔A1-2〕，另一路送波門產(chǎn)生器〔A2〕；方位信號(hào)經(jīng)方位編碼器〔A9〕編碼后送信道碼產(chǎn)生器〔A5〕；雷達(dá)視頻信號(hào)送頻帶壓縮和組合視頻產(chǎn)生器〔A4〕，〔A4〕在波門和時(shí)鐘的控制下完成對(duì)雷達(dá)視頻信號(hào)的頻帶壓縮以及將由〔A5〕來的信道碼與頻帶壓縮后的視頻信號(hào)相混合，產(chǎn)生組合雷達(dá)視頻信號(hào)(I2)。此組合雷達(dá)視頻信號(hào)經(jīng)組合視頻接口電路〔A7〕輸出。
本實(shí)例能夠?qū)崿F(xiàn)雷達(dá)視頻信號(hào)最大壓縮倍數(shù)為八，實(shí)現(xiàn)壓縮后的雷達(dá)視頻帶寬在2.5MHZ以下，壓比可手動(dòng)改變或自適應(yīng)控制。
權(quán)利要求1.一種區(qū)域可控雷達(dá)信號(hào)頻帶壓縮處理器是由箱體〔III〕、前面板〔I〕、后蓋板〔II〕及裝在箱體中的若干塊帶有電子線路和電子元器件的插板所組成，具有雷達(dá)信號(hào)輸入接口電路〔A6〕和組合視頻輸出接口電路〔A7〕，其特征是頻帶壓縮處理器具有頻帶壓縮自適應(yīng)控制器〔A1〕，波門產(chǎn)生器〔A2〕，時(shí)鐘產(chǎn)生器〔A3〕，頻帶壓縮電路〔A4〕，信道碼產(chǎn)生電路〔A5〕，區(qū)域控制和雷達(dá)參數(shù)設(shè)置器〔A8〕及方位信號(hào)處理器〔A9〕，箱體〔III〕內(nèi)插板〔3-1〕、〔3-2〕上裝有信道碼產(chǎn)生電路〔A5〕，方位信號(hào)處理器〔A9〕，插板〔3-3〕、〔3-4〕上裝有頻道壓縮自適應(yīng)控制器〔A1〕，插板〔3-5〕上裝有波門和時(shí)鐘產(chǎn)生器〔A2〕、〔A3〕，插板〔3-6〕上裝有頻帶壓縮電路〔A4〕，插板〔3-7〕為測試板，電路板〔3-10〕上裝有區(qū)域控制和雷達(dá)參數(shù)設(shè)置器〔A8〕，并與前面板〔I〕上的數(shù)據(jù)預(yù)置碼盤〔1-3〕相連接，箱體中右側(cè)面裝有電源〔3-8〕，前面板〔I〕上裝有時(shí)間顯示器〔1-1〕，時(shí)間預(yù)置和校準(zhǔn)鍵〔1-2〕，數(shù)據(jù)預(yù)置碼盤〔1-3〕。
2.如權(quán)利要求1所述的區(qū)域可控雷達(dá)信號(hào)頻帶壓縮處理器，其特征是頻帶壓縮電路〔A4〕具有雷達(dá)視頻信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器〔A4-1〕，視頻數(shù)據(jù)存貯器〔A4-2〕、〔A4-3〕，地址產(chǎn)生器〔A4-4〕，數(shù)據(jù)選通器〔A4-5〕，〔A4-7〕、〔A4-8〕，D/A轉(zhuǎn)換器及組合視頻產(chǎn)生器〔A4-6〕組成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的區(qū)域可控雷達(dá)信號(hào)頻帶壓縮處理器，其特征是頻帶壓比自適應(yīng)控制器〔A1〕是由單片機(jī)數(shù)據(jù)處理和控制器〔A1-1〕，同步脈沖周期檢測器〔A1-2〕，數(shù)據(jù)存貯器〔A1-3〕，數(shù)據(jù)緩沖器〔A1-4〕、〔A1-5〕組成。
4.如權(quán)利要求3所述的區(qū)域可控雷達(dá)信號(hào)頻帶壓縮處理器，其特征是單片機(jī)數(shù)據(jù)處理和控制器〔A1-1〕是由單片機(jī)，程序存貯器和雷達(dá)參數(shù)預(yù)置數(shù)據(jù)存貯器EEPROM組成。
專利摘要一種區(qū)域可控雷達(dá)信號(hào)頻帶壓縮處理器屬雷達(dá)信號(hào)記錄傳輸處理裝置領(lǐng)域，由箱體及裝在箱體中的若干塊帶有電子線路和電子元器件的插板組成，它具有頻帶壓縮自適應(yīng)控制器和頻帶壓縮等電路。頻帶壓縮倍數(shù)大，具有信號(hào)處理區(qū)域控制功能。可實(shí)現(xiàn)用普通家用錄相機(jī)高質(zhì)量地記錄雷達(dá)信號(hào)和占用比電視信號(hào)窄的帶寬傳輸雷達(dá)信號(hào)、可一機(jī)多用、設(shè)備成本低、效益高、記錄時(shí)間長。
文檔編號(hào)G01S7/02GK2253483SQ9622512
公開日1997年4月30日 申請(qǐng)日期1996年1月13日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月13日
發(fā)明者柳曉鳴, 索繼東, 劉人杰, 張潤澤, 房少軍, 金紅 申請(qǐng)人:大連海事大學(xué)