本發(fā)明涉及波束控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于嵌入式的二次雷達(dá)波束控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

二次雷達(dá)(SecondarySurveillanceRadar，SSR)在航空交通管制、敵我識別等方面得到了廣泛的應(yīng)用，是大型雷達(dá)系統(tǒng)的重要組成部分。從工作原理來說，二次雷達(dá)是一種通過發(fā)射信號并接收應(yīng)答信號以獲得合作目標(biāo)信息的電子設(shè)備。傳統(tǒng)的二次雷達(dá)通常采用機(jī)械掃描的工作方式，在研制與生產(chǎn)有了很大發(fā)展，但與國外先進(jìn)水平相比仍有較大差距，表現(xiàn)在產(chǎn)量小、成本高、工藝、質(zhì)量和性能都落后于國外的產(chǎn)品，波控系統(tǒng)作為相二次雷達(dá)的重要組成之一，主要功用為實(shí)時(shí)計(jì)算雷達(dá)陣面所有組件相位和控制驅(qū)動(dòng)，生成控制時(shí)序，從而完成天線波束的快速掃描，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)搜索和跟蹤。另一方面，現(xiàn)代雷達(dá)波控系統(tǒng)的功能已不局限于波束掃描的完成，波控系統(tǒng)已從單純的波束指向控制變?yōu)橄嗫仃囂炀€系統(tǒng)的綜合控制網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)對陣面狀態(tài)全面監(jiān)控。波控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是波控主處理器件的選用和軟硬件設(shè)計(jì)，將完成波控系統(tǒng)數(shù)據(jù)通訊、運(yùn)算、控制和檢測等功能的主要器件稱為波控主處理芯片，它是實(shí)現(xiàn)相控陣?yán)走_(dá)單元控制和波束計(jì)算的核心部分，但是隨著相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)設(shè)計(jì)呈現(xiàn)了小型化、集成化的趨勢，甚至要求將傳統(tǒng)電路設(shè)計(jì)的一個(gè)電路板或者幾個(gè)電路板功能集成到一片芯片中去完成。這對波控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也提出了更高的要求。傳統(tǒng)的波控設(shè)計(jì)通常電路設(shè)計(jì)復(fù)雜，設(shè)備數(shù)量多，功能單一分散，硬件成本高等，運(yùn)算和處理能力有限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對以上問題，本發(fā)明提供了一種基于嵌入式的二次雷達(dá)波束控制系統(tǒng)，采用嵌入式控制系統(tǒng)，充分利用了FPGA控制器具有的豐富的觸發(fā)器和引腳、可重復(fù)編程和配置、高速工藝、功耗低、與CMOS、TLL電平兼容等優(yōu)點(diǎn)，將波控碼的運(yùn)算、控制、多接口配置、系統(tǒng)檢測等完成集成在一片芯片中處理完成，簡化了波控電路設(shè)計(jì)，降低了系統(tǒng)成本、提高了系統(tǒng)可靠性，可以有效解決背景技術(shù)中的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于嵌入式的二次雷達(dá)波束控制系統(tǒng)，其特征在于，包括嵌入式控制系統(tǒng)以及內(nèi)置于嵌入式控制系統(tǒng)內(nèi)的Avalon總線系統(tǒng)，所述嵌入式控制系統(tǒng)包括數(shù)字信號處理器，所述數(shù)字信號處理器連接有本機(jī)振蕩器、混頻器、驅(qū)動(dòng)電路、時(shí)鐘控制模塊、碼盤方位顯示器、藍(lán)牙無線通信模塊、存儲(chǔ)模塊、GPS定位模塊、GPRS模塊以及移相器，所述本機(jī)振蕩器通過比較AFC電路、收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)、混頻器任意模塊上的頻率與二次雷達(dá)檢測模塊設(shè)置的閾值來檢測有無相頻產(chǎn)生；所述混頻器主要用來檢測各個(gè)模塊頻率的大小，以及將每個(gè)信號頻率由一個(gè)值變換為另一個(gè)值；所述驅(qū)動(dòng)電路位于主電路和控制電路之間，用來對控制的信號進(jìn)行放大，使得控制信號更容易檢測；所述時(shí)鐘控制模塊用來檢測各個(gè)模塊的頻率，并且通過鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)倍頻；所述碼盤方位顯示器用于顯示所述的GPS定位模塊測量的方位檢測信息；所述藍(lán)牙無線通信模塊通過數(shù)字信號處理器控制，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)绞謾C(jī)APP軟件進(jìn)行處理及顯示；所述存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)檢測信息；所述GPS定位模塊用于獲取碼盤顯示的當(dāng)前地理位置并通過GPRS模塊連接網(wǎng)絡(luò)地圖，把位置信息以短信形式發(fā)送到固定的移動(dòng)通訊設(shè)備上；所述的移相器與檢波電路配合進(jìn)行相移或頻移。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述數(shù)字信號處理器通過中斷模塊檢測碼盤信號，并將信息傳遞給雷達(dá)控制系統(tǒng)，并利用碼盤方位顯示器將方位信息顯示出來。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述時(shí)鐘控制模塊還連接有FPGA控制器，且FPGA控制器通過異步檢測模塊對頻率信號進(jìn)行倍頻，實(shí)現(xiàn)頻率的同步。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述碼盤方位顯示器還連接有掃描顯示模塊，負(fù)責(zé)雷達(dá)掃描圖像的顯示，并根據(jù)據(jù)二次雷達(dá)掃描模式的不同,顯示不同的掃描圖像。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：該基于嵌入式的二次雷達(dá)波束控制系統(tǒng)，通過設(shè)置數(shù)字信號處理器，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路控制傳遞的信號的大小，使得傳遞的定位信息更加容易檢測，并且可以使用碼盤方位顯示器將位置信息顯示出來，有利于二次雷達(dá)的檢測工作，使用移相器與檢波電路為整個(gè)電路處理相頻平移問題，使得檢測到的波形失真率減少，使用藍(lán)牙無線通信模塊，能夠?qū)⑿畔⒅苯觽鞯揭苿?dòng)終端，使得整個(gè)系統(tǒng)的控制更加簡單，采用嵌入式控制系統(tǒng)，充分利用了FPGA控制器具有的豐富的觸發(fā)器和引腳、可重復(fù)編程和配置、高速工藝、功耗低、與CMOS、TLL電平兼容等優(yōu)點(diǎn)，將波控碼的運(yùn)算、控制、多接口配置、系統(tǒng)檢測等完成集成在一片芯片中處理完成，簡化了波控電路設(shè)計(jì)，降低了系統(tǒng)成本、提高了系統(tǒng)可靠性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明波形檢測示意圖；

圖中：1-嵌入式控制系統(tǒng)；2-數(shù)字信號處理器；3-本機(jī)振蕩器；4-混頻器；5-AFC電路；6-碼盤方位顯示器；7-收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)；8-手機(jī)APP軟件；9-藍(lán)牙無線通信模塊；10-FPGA控制器；11-時(shí)鐘控制模塊；12-異步檢測模塊；13-中斷模塊；14-雷達(dá)控制系統(tǒng)；15-掃描顯示模塊；16-驅(qū)動(dòng)電路；17-移相器；18-檢波電路；19-Avalon總線系統(tǒng)；20-GPRS模塊；21-GPS定位模塊；22-存儲(chǔ)模塊；23-二次雷達(dá)檢測模塊。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例：

請參閱圖1和圖2，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種基于嵌入式的二次雷達(dá)波束控制系統(tǒng)，其特征在于，包括嵌入式控制系統(tǒng)1以及內(nèi)置于嵌入式控制系統(tǒng)1內(nèi)的Avalon總線系統(tǒng)19，所述嵌入式控制系統(tǒng)1包括數(shù)字信號處理器2，所述數(shù)字信號處理器2通過中斷模塊13檢測碼盤信號，并將信息傳遞給雷達(dá)控制系統(tǒng)14，并利用碼盤方位顯示器6將方位信息顯示出來，所述數(shù)字信號處理器2還連接有本機(jī)振蕩器3、混頻器4、驅(qū)動(dòng)電路16、時(shí)鐘控制模塊11、碼盤方位顯示器6、藍(lán)牙無線通信模塊9、存儲(chǔ)模塊22、GPS定位模塊21、GPRS模塊22以及移相器18，所述本機(jī)振蕩器3通過比較AFC電路5、收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)7、混頻器4任意模塊上的頻率與二次雷達(dá)檢測模塊23設(shè)置的閾值來檢測有無相頻產(chǎn)生，其中閾值設(shè)定是利用Modelsim對整個(gè)嵌入式編程軟件進(jìn)行仿真，通過模擬檢測和仿真的方式獲取閾值的大小，使得檢測的結(jié)構(gòu)更加精確；所述混頻器4主要用來檢測各個(gè)模塊頻率的大小，以及將每個(gè)信號頻率由一個(gè)值變換為另一個(gè)值，能夠根據(jù)頻率的變化達(dá)到相位平衡的目的；所述驅(qū)動(dòng)電路16位于主電路和控制電路之間，用來對控制的信號進(jìn)行放大，使得控制信號更容易檢測；所述時(shí)鐘控制模塊11用來檢測各個(gè)模塊的頻率，并且通過鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)倍頻，并且時(shí)鐘控制模塊11還連接有FPGA控制器10，利用FPGA控制器10的速度處理快的優(yōu)點(diǎn)，將整個(gè)時(shí)鐘控制模塊的頻率快速處理，減少頻率的偏移，同時(shí)也減少了波形的失真，且FPGA控制器10通過異步檢測模塊12對頻率信號進(jìn)行倍頻，實(shí)現(xiàn)頻率的同步；所述碼盤方位顯示器6用于顯示所述的GPS定位模塊21測量的方位檢測信息，也可以通過光敏元件進(jìn)行光強(qiáng)檢測，不僅能將位置信息檢測出來，也可以將周圍光強(qiáng)以及環(huán)境信息反饋回來；所述藍(lán)牙無線通信模塊9通過數(shù)字信號處理器控制，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)绞謾C(jī)APP軟件8進(jìn)行處理及顯示，能夠使用手機(jī)APP軟件8直接反饋信息給數(shù)字信號處理器，并通過碼盤方位顯示屏顯示出來；所述存儲(chǔ)模塊22用于存儲(chǔ)檢測信息；所述GPS定位模塊21用于獲取碼盤顯示的當(dāng)前地理位置并通過GPRS模塊20連接網(wǎng)絡(luò)地圖，把位置信息以短信形式發(fā)送到固定的移動(dòng)通訊設(shè)備上；所述的移相器17與檢波電路18配合進(jìn)行相移或頻移，所述碼盤方位顯示器6還連接有掃描顯示模塊15，負(fù)責(zé)雷達(dá)掃描圖像的顯示，并根據(jù)據(jù)二次雷達(dá)掃描模式的不同,顯示不同的掃描圖像。

二次雷達(dá)波束控制系統(tǒng)具備以下4個(gè)基本功能：相位控制、同步控制、數(shù)據(jù)傳輸以及對信號的自檢處理。相控陣?yán)走_(dá)波控系統(tǒng)一般采用集中式波控和分布式波控2種方案。結(jié)合二次雷達(dá)的系統(tǒng)規(guī)模和特點(diǎn)，采用集中式波控方案。該波控方案以嵌入式計(jì)算機(jī)為核心控制單元。嵌入式計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)模塊在一塊尺寸很小的單板機(jī)上幾乎集成了普通PC機(jī)的所有功能，標(biāo)準(zhǔn)的PC兼容體系結(jié)構(gòu)減少了軟件開發(fā)工作量。波束控制計(jì)算機(jī)根據(jù)波束指向、形狀要求對陣面各單元點(diǎn)的相位、幅度進(jìn)行統(tǒng)一運(yùn)算，算完后將相位、幅度等數(shù)據(jù)通過總線分別傳輸至陣面上的各個(gè)波控接口單元。最后再根據(jù)不同地址將數(shù)據(jù)依次打入相應(yīng)的存儲(chǔ)單元。此方法的優(yōu)點(diǎn)是硬件設(shè)備量少，控制靈活，幅相補(bǔ)償簡單。

且在二次雷達(dá)波束控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，在波控?cái)?shù)據(jù)的布相方法上，采用了二級緩存同步布相的方法，該方法由波控計(jì)算機(jī)對陣面各單元的相位進(jìn)行統(tǒng)一運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)束后由波控計(jì)算機(jī)單元以I/O端口操作方式通過總線將數(shù)據(jù)(移相碼和衰減碼)依次鎖存在波控接口單元的一級緩存中，最后由波束切換信號統(tǒng)一將數(shù)據(jù)打入二級緩存中。波束控制單元接收到波束調(diào)度單元發(fā)出的波束隊(duì)列，在完成相應(yīng)相位的布相工作后，通過硬件端口向主控制單元發(fā)出波束準(zhǔn)備好信號及波束序列代碼。主控制單元在收到波束控制單元在硬件端口上發(fā)來的信號后，與網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的報(bào)文進(jìn)行比對。在確認(rèn)一致后，才發(fā)出波束切換信號和TR收發(fā)時(shí)序信號，否則會(huì)向波束調(diào)度單元重新申請波束隊(duì)列。

本發(fā)明的工作原理：該基于嵌入式的二次雷達(dá)波束控制系統(tǒng)，通過設(shè)置數(shù)字信號處理器，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路控制傳遞的信號的大小，使得傳遞的定位信息更加容易檢測，并且可以使用碼盤方位顯示器將位置信息顯示出來，有利于二次雷達(dá)的檢測工作，使用移相器與檢波電路為整個(gè)電路處理相頻平移問題，使得檢測到的波形失真率減少，使用藍(lán)牙無線通信模塊，能夠?qū)⑿畔⒅苯觽鞯揭苿?dòng)終端，使得整個(gè)系統(tǒng)的控制更加簡單，采用嵌入式控制系統(tǒng)，充分利用了FPGA控制器具有的豐富的觸發(fā)器和引腳、可重復(fù)編程和配置、高速工藝、功耗低、與CMOS、TLL電平兼容等優(yōu)點(diǎn)，將波控碼的運(yùn)算、控制、多接口配置、系統(tǒng)檢測等完成集成在一片芯片中處理完成，簡化了波控電路設(shè)計(jì)，降低了系統(tǒng)成本、提高了系統(tǒng)可靠性。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。