CN207799062U - 侦察雷达模拟目标检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种侦察雷达模拟目标检测装置，装置包括***主控模块、电源管理模块、时钟模块、数字基带信号处理模块、电压测试模块、波形测试模块、频谱分析模块、雷达中频调理模块以及雷达毫米波测试附件；***主控模块与数字基带信号处理模块、电压测试模块相连，数字基带信号处理模块与波形测试模块、频谱分析模块、雷达中频调理模块分别相连，频谱分析模块包括相连的接收部分和本振部分，电源管理模块分别与频谱分析模块、电压测试模块、波形测试模块和时钟模块独立相连；高稳时钟模块与数字基带信号处理模块和频谱分析模块相连，本实用新型技术方案能够快速完整的测试侦察雷达的整体性能，有效提升了侦察雷达的检测准确性与完整性。

Description

侦察雷达模拟目标检测装置

技术领域

本实用新型是一种侦察雷达模拟目标检测装置，属于测试测量技术领域。

背景技术

侦察雷达是一部毫米波电扫描有源相控阵体制雷达，其可车载工作亦可在地面使用三脚架工作。不仅可对全方位目标态势进行监视，同时可对关注区域内的目标实施侦察、高精度跟踪、敌我询问以及目标威胁等级判断，且可向指挥***实时上报目标坐标信息，从而引导火力对威胁目标实施打击。建立自动智能的检测维修平台是满足侦察装备建设的首要目标，要实现这一目标，无疑对侦察装备的维修保障提出了更高的要求。因此，做到侦察***建设和***维修保障同步发展。侦察雷达装备包括雷达主机、三脚架、电池等种设备。通常装备保障方法有两种，一是在侦察车上对雷达装备实施在线原位检测，二是将雷达装备从侦察车上拆除下来，实施在线原位检测。测试不仅需要多种仪器工装，还脱离了实际工作使用环境，是许多故障不能够被原位及时发现。在野外战场条件下，快速测试指控设备的状态好坏，是基层级装备保障需要完成的任务。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了一种磁悬浮鼓风机多联机控制***及其控制方法，将多台风机整合成一个模块，上位机直接判断开几台风机，输出多少流量，以此控制鼓风机的启停，为客户节省人力成本和电耗。

本实用新型为实现上述实用新型目的采用如下技术方案：

侦察雷达模拟目标检测装置，所述装置包括***主控模块、电源管理模块、时钟模块、数字基带信号处理模块、电压测试模块、波形测试模块、频谱分析模块、雷达中频调理模块以及雷达毫米波测试附件；其中连接关系如图3所示。

所述***主控模块与数字基带信号处理模块、电压测试模块相连，电气测量芯片将电压测量结果发送至***主控模块，再通过***主控模块与数字基带信号处理模块进行信息交互；

所述数字基带信号处理模块与波形测试模块、频谱分析模块、雷达中频调理模块分别相连，所述波形测试模块实现对任意波信号的时域分析，所述频谱分析模块包括相连的接收部分和本振部分，用于射频信号的频域分析，并完成射频信号幅度的分析计算；

所述电源管理模块分别与频谱分析模块、电压测试模块、波形测试模块和时钟模块独立相连，为各模块独立供电；

所述高稳时钟模块与数字基带信号处理模块和频谱分析模块相连。

进一步的，所述检测装置用于测试的雷达为侦察车光电***侦察雷达，检测装置内部集成模拟目标信息并实时回放，快速检测侦察雷达目标定位精度。

进一步的，所述电压测试模块包括保护电路、通道选择电路、信号处理电路、功能选择及通道选择控制电路、供电电路、隔离电路、电源基准电路、主控电路、交流整流电路、时钟产生电路，其中，保护电路作为信号输入的最前端，抑制过冲信号和大电压、大电流信号，对后级通道电路进行有效的保护；

所述信号处理电路与功能选择及通道选择控制电路相连，信号经通道选择控制电路与隔离电路相连，隔离电路与交流整流电路相连，信号最终送至主控电路，经过算法分析与计算发送至***主控模块；

所述供电电路为整个模块各个电路提供电源，时钟产生电路产生主控电路需要的时钟信号。

进一步的，所述数字基带信号处理模块包括时钟电路、A/D模数转换电路、SATA存储盘、FPGA电路、USB接口电路和电源转换电路，其中时钟电路与A/D模数转换电路和FPGA电路连接，SATA存储盘数据总线与FPGA电路连接，USB接口电路与FPGA电路连接，

所述频谱分析模块包括接收部分和本振两部分电路，所述接收部分由接收机前端、第一变频、第二变频、第三变频和第三中频调理电路组成；本振部分包括第一本振、第二本振和第三本振电路组成；其中，接收机前端与第一变频的输入端连接，第一变频的输出与第二变频的输入连接，第二变频的输出与第三中频调理电路连接；第二本振的输入和第一本振的输出相连，输出和第三本振的输入相连。

进一步的，所述雷达中频调理模块包括数据转换电路、D/A模数转换电路、滤波电路、本振电路、程控衰减电路和时钟电路，其中，数据装换电路与D/A模数转换电路，D/A模数转换电路分别与滤波电路、本振电路相连，滤波电路与程控衰减电路相连，时钟电路与D/A模数转换电路相连。

本实用新型提出的侦察雷达装备数字接口协议仿真测试方法及检测装置，设计方案具有以下优点：

（1）具有侦察雷达装备的快速测试方法；

（2）具有侦察雷达装备在线原位检测技术；

（4）具有快速故障定位和提供维修建议的能力；

（5）具有完全汉化显示，人机界面友好，操作方便等智能仪器的特点。

附图说明

图1是本实用新型所采用的侦察装备测试需求示意图；

图2是本实用新型所采用的侦察装备测试方法示意图；

图3是本实用新型所采用的侦察雷达检测装置功能示意图；

图4是本实用新型所采用的侦察雷达检测装置模拟目标检测功能示意图；

图5是本实用新型所采用的侦察雷达检测装置雷达中频调理模块功能示意图；

图6是本实用新型所采用的侦察装备测试方法及实现装置软件流程图；

其中，1-***主控模块，2-低功耗电源管理模块，3-高稳时钟模块，4-数字基带信号处理模块，5-电压测试模块，6-波形测试模块，7-频谱分析模块，8-雷达中频调理模块；

31-数据口，32-通道1，33-通道2，34-COM，35-射频输入，36-中频输出，37-触发同步，38-v/Ω，39-4G程控衰减模块，40-接收机模块，41-本振合成模块，42-键盘控制及信号指示模块，43-按键模块；

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供一种侦察雷达模拟目标检测装置即侦察装备快速原位测试的装置，能够原位检测侦察装备的工作状态、设备功能、性能技术指标。本实用新型实施例还提供相应的实现检测***。以下分别进行详细说明。

本实用新型检测装置包括：***主控模块1、低功耗电源管理模块2、高稳时钟模块3、数字基带信号处理模块4、电压测试模块5、波形测试模块6、频谱分析模块7和雷达中频调理模块8，模块之间的关系见图3。

***主控模块1：***主控模块1要求具有完全汉化显示，人机界面友好，操作方便等功能。

***主控模块1具有低功耗、开放式、易扩展等特点，主要由低功耗处理器、真彩显示屏、触摸屏、FPGA、供电单元等组成。主控制器件为TI的OMAP3730低功耗处理器，主频为1000MHz。OMAP3730处理器在一个封装中包含两个CPU，一个高端的Cortex-A8 ARM CPU可以用来运行***与应用程序，另一个TMS32064x DSP可以用作数字信号处理。OMAP3730处理器可以扩展出GPMC、USB、RS232、RS485以及GPIO等接口。处理器配置了1片256MB的MobileDDR，512MB的Nand Flash芯片。当应用程序在正常或等待运行时，低电压的Mobile DDR具有非常低的功耗。网口使用LAN9220网络控制器。TPS65930作为***电源管理、键盘接口和从USB接口芯片。电阻触摸屏采用TSC2046触摸屏控制器；显示采用8寸800×600 TFT真彩液晶屏，并采用LED背光代替逆变器大大降低了液晶屏功耗。OMAP3730***主控模块1配置WinCE6.0操作***。

低功耗电源管理模块2：为满足电磁兼容性要求，设计EMI滤波电路对输入直流电源进行EMI滤波，为雷达卫通检测仪提供高质量电源，同时防止EMI干扰***正常运行。

电源变换电路进行DC-DC的转换，实现高效率，低功耗，通过开关切换分别为频谱分析模块7、电压测试模块5、波形测试模块6和高稳时钟模块3独立供电。

控制电路与输出监控电路联合监控并进行电源管理，提供温度监控及管理，低温启动加热，高温告警、各路电源输出监控，告警提示，为电源变换电路提供必要的保护措施。

高稳时钟模块3：高温时钟模块选用成都黑土的PFOC17系列恒温晶振，晶振的典型指标：年老化率±0.1ppm，相位噪声-145dBc/Hz@1kHz，-150dBc/Hz@10kHz；晶振通过输出时钟分配电路，经专用低抖动的时钟分配芯片将一路时钟输出信号分配成多路和多种电平逻辑，送给各个模块。校准电路由DA数模转换和低温度漂移低电压噪声的电压基准构成，通过DA对恒温晶振的数控调节实现时钟校准的智能化和程序化。

数字基带信号处理模块4：电源转换电路将输入的直流24V电压经过滤波、转换为+5V、+3.3V等，满足数字基带信号处理模块4供电需求，为满足电磁兼容性和可靠性，电源转换芯片均采用线性稳压电源，具有输出精度高、纹波低的特点。时钟电路主要由晶振和驱动电路组成，为数字处理电路FPGA和频谱分析模块7提供时钟参考信号。SATA盘采用军用固态硬盘，具有体积小，传输速度快，满足高低温工作的指标要求。FPGA芯片支持动态加载，按照不同测试模式下的需求，通过USB接口将不同的配置文件动态加载到FPGA芯片内。FPGA配置电路主要由单片机和CPLD组成，FPGA芯片选用Xilinx公司的Virtex-5系列950万门高性能FPGA。数字信号处理电路主要功能是FPGA通过总线方式与***主控模块1GPMC总线接口进行数据通信，实现频谱测量时FPGA与***主控模块1之间大数据量交互。同时进行串口通信，通过接口串口发送的命令实现对设备内其他模块的控制功能。

雷达中频模拟源信号的基带数据存储的工作原理：***主控模块1控制FPGA，通过高速串行总线将SATA盘中的已存数据进行格式转换和编码，按线性调频的数据格式发送到雷达中频调理模块8。

频谱仪数字中频处理的工作原理：将频谱分析模块7给出的模拟中频信号和时钟信号进行单端转差分处理，分别作为待采样信号和采样时钟，差分后的中频信号进行模数转换后，通过FPGA读取ADC转换的数字信号，FPGA和***主控模块1中的DSP进行数字信号采集、FFT变换，实现对射频信号频域的分析。

电压测试模块5：主控电路通过USB口接收***主控模块1的指令后，对功能选择及通道选择控制电路进行操作，从而控制电气测量专用芯片及通道选择电路，实现对档位和量程的切换以及对应测量通路的切换。信号经过信号处理电路进行处理后进入电气测量专用芯片，电气测量专用芯片将测得的数据通过串口送至主控电路，主控电路将接收到的数据通过USB接口送至***主控模块1进行存储、处理、显示，从而实现对电压的测量。电路中的信号处理电路采用精度为1%精密电阻，电气测量专用芯片是高性能、低功耗、带微处理器的芯片，内部包含模/数变换器、8位微处理器、低噪声高稳定运算放大器，从而极大的提高了测量精度。

波形测试模块6：波形测试模块6实现对任意波信号的时域分析，并对输入信号的频率和幅度进行测量，通过FPGA完成对信号的采集与处理，将测试的数据通过总线传给主控单元。前置处理电路支持信号输入的频率范围为DC～100MHz，满足技术指标中的80MHz。每通道采用2片AD9288芯片实现模数转换，AD的采样时钟是FPGA锁相环给出的200MHz时钟信号，两片AD的四个通道的采样时钟相位相差90度进行交替采样后，再将采样数据拼接在一起，将采样速率提高了2倍，从而满足400MHz的采样率需求。逻辑控制电路主要由FPGA控制信号通道切换、量程切换以及触发模式选择等。时钟电路主要负责产生FPGA的工作时钟和AD的采样时钟，FPGA根据不同的时基，改变内部PLL的命令字，使AD针对不同频率的信号达到最佳的采样值。测频电路主要由快速比较电路和电平调整电路组成，能快速准确的测试当前通道的频率值大小。测试精度可以控制在3%以内，射频带宽可以达到100MHz，均能满足技术指标中要求。

频谱分析模块7：接收部分由接收机前端、第一变频、第二变频、第三变频和第三中频调理电路组成。接收机前端：为了保护混频器以及使其处于最佳工作状态，需通过前置衰减器对大的射频输入信号进行适当衰减。接收机分为100KHz～3GHz和3～4GHz两个频段，通过射频开关切换通道并分别通过DC～3GHz的低通滤波器和3～4GHz的带通滤波器对带外信号进行隔离。

第一变频电路相关设计：第一变频模块分为2个频段通道, 100KHz～3GHz频段，出于100KHz～3GHz低通滤波器的带外抑制特性与第一本振频率范围的可实现性考虑，第一中频确定为3490MHz，100KHz到3GHz频率范围的射频信号与3490MHz到6490MHz频率范围的第一本振信号经第一混频器变换到3490MHz，通过带通滤波器滤除混频的杂散，经低噪放补偿变频损失后输入至第二变频电路；3～4GHz频段，出于二本振转换方便以及变频比需求，第一中频确定为1860MHz，3GHz到4GHz频率范围的射频信号与4860MHz到5860MHz频率范围的第一本振信号经第一混频器变换到1860MHz，通过带通滤波器滤除混频的杂散，与100KHz～3GHz频段共用低噪放后输入至第二变频电路。

第二变频和第三变频电路相关设计：第二变频和第三变频电路相对简单，需要满足一定的变频比、出于本振合成方案的简洁性和带通采样的原理考虑，分别确定第二和第三中频为237.5MHz和37.5MHz。其中对3490MHz一中频进行变频时使用的二本振频率为3252.5MHz，对1865MHz一中频进行变频时使用的二本振频率为1627.5MHz，为二本振3255MHz的二分频。在每次变频中需进行足够的变频损耗补偿和信号滤波处理；第三中频调理电路是决定频谱仪电平显示范围的重要环节，需设计多级可调增益放大器（包括电平校准放大器），以满足整机幅度校准和显示电平调节的功能。

本振部分包括第一本振、第二本振和第三本振，第一本振频率设计为3490MHz～6490MHz，频率步进5MHz，并能够输出满足驱动混频器的电平；第二本振频率设计为3252.5MHz～3257.5MHz，并能够输出满足驱动混频器的电平；第三本振频率设计为200MHz，并能够输出满足驱动混频器的电平。频谱分析模块7采用基于扫描调谐超外差式频谱分析仪的超外差结构，融合了FFT频谱分析仪的数字信号处理技术。

雷达中频调理模块8：数据转换电路将通过Matlab仿真生成的数据存放在SATA盘中，主控及显示模块控制数据的读写，FPGA通过高速串行总线将SATA盘中的数据进行格式转换和编码，产生线性调频的调制信号，通过回放的方式将SATA盘中的数据发送到AD中，同时FPGA控制数字锁相环产生61～69MHz的线性调频信号，AD输出的两路差分模拟信号转为单端、滤波后调制到本振信号上，形成线性调频信号，FPGA控制可调衰减芯片控制信号电平幅度的强弱。

如图1、图2所示，上述检测装置的工作流程为：

1)收到特定某种型号侦察装备的检测任务；

2)显示控制程序根据装备型号，选定测试接口类型的转接器和测试线缆及附件，并根据经优化后的顺序，组织测试流程；

3)根据侦察雷达终端的自检结果或通过控制程序获知侦察雷达的工作状态；

4)启动测试引导程序，依据专家故障库，选择相应的检测流程，根据提示进行响应的操作和检测；

5)根据测试引导，调用测试模块对侦察雷达关键信号点进行测量，检测其指标的符合度及正确性；

6)针对异常的模块指导维修人员进行换件维修，直至故障解除。

上述测试的流程图见图6。

需要说明的是，上述装置和***内的各单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本实用新型方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本实用新型方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

以上对本实用新型实施例所提供的侦察雷达装备原位快速测试方法及检测装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (6)

1.侦察雷达模拟目标检测装置，其特征在于，所述装置包括***主控模块、电源管理模块、时钟模块、数字基带信号处理模块、电压测试模块、波形测试模块、频谱分析模块、雷达中频调理模块以及雷达毫米波测试附件；

所述***主控模块与数字基带信号处理模块、电压测试模块相连，电气测量芯片将电压测量结果发送至***主控模块，再通过***主控模块与数字基带信号处理模块进行信息交互；

所述数字基带信号处理模块与波形测试模块、频谱分析模块、雷达中频调理模块分别相连，所述波形测试模块实现对任意波信号的时域分析，所述频谱分析模块包括相连的接收部分和本振部分，用于射频信号的频域分析，并完成射频信号幅度的分析计算；

所述电源管理模块分别与频谱分析模块、电压测试模块、波形测试模块和高稳时钟模块独立相连，为各模块独立供电；

所述高稳时钟模块与数字基带信号处理模块和频谱分析模块相连。

2.根据权利要求1所述的侦察雷达模拟目标检测装置，其特征在于，所述检测装置用于测试的雷达为侦察车光电***侦察雷达，检测装置内部集成模拟目标信息并实时回放，快速检测侦察雷达目标定位精度。

3.根据权利要求2所述的侦察雷达模拟目标检测装置，其特征在于，

所述电压测试模块包括保护电路、通道选择电路、信号处理电路、功能选择及通道选择控制电路、供电电路、隔离电路、电源基准电路、主控电路、交流整流电路、时钟产生电路，其中，保护电路作为信号输入的最前端，抑制过冲信号和大电压、大电流信号，对后级通道电路进行有效的保护；

所述信号处理电路与功能选择及通道选择控制电路相连，信号经通道选择控制电路与隔离电路相连，隔离电路与交流整流电路相连，信号最终送至主控电路，经过算法分析与计算发送至***主控模块；

所述供电电路为整个模块各个电路提供电源，时钟产生电路产生主控电路需要的时钟信号。

4.根据权利要求2所述的侦察雷达模拟目标检测装置，其特征在于，所述数字基带信号处理模块包括时钟电路、A/D模数转换电路、SATA存储盘、FPGA电路、USB接口电路和电源转换电路，其中时钟电路与A/D模数转换电路和FPGA电路连接，SATA存储盘数据总线与FPGA电路连接，USB接口电路与FPGA电路连接。

5.根据权利要求2所述的侦察雷达模拟目标检测装置，其特征在于，所述频谱分析模块包括接收部分和本振两部分电路，所述接收部分由接收机前端、第一变频、第二变频、第三变频和第三中频调理电路组成；本振部分包括第一本振、第二本振和第三本振电路组成；其中，接收机前端与第一变频的输入端连接，第一变频的输出与第二变频的输入连接，第二变频的输出与第三中频调理电路连接；第二本振的输入和第一本振的输出相连，输出和第三本振的输入相连。

6.根据权利要求2所述的侦察雷达模拟目标检测装置，其特征在于，所述雷达中频调理模块包括数据转换电路、D/A模数转换电路、滤波电路、本振电路、程控衰减电路和时钟电路，其中，数据装换电路与D/A模数转换电路，D/A模数转换电路分别与滤波电路、本振电路相连，滤波电路与程控衰减电路相连，时钟电路与D/A模数转换电路相连。