CN104237856B - 一种雷达探测信号高精度延时产生装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种雷达探测信号高精度延时产生装置及其控制方法，它包括第一FPGA模块，第一FPGA模块与DA模块导线连接，DA模块与延时单元导线连接，延时单元与衰减器导线连接，衰减器与阻抗匹配电路导线连接；其控制方法为：通过第一FPGA模块产生雷达探测数字信号；DA模块将数字信号转换为模拟量雷达探测信号；通过延时单元得到不同动态范围延时的雷达探测信号，通过衰减器进行输出功率修正；最后通过阻抗匹配电路后输出端口输出大范围动态延时的雷达探测信号；解决了现有技术利用现场可编程门阵列（FPGA）实现延时，存在分辨率和精度差，采用印制电路板实现延时，输出功率平坦度差以及延时动态范围小等问题。
Description
技术领域
本发明属于雷达探测信号技术，尤其涉及一种雷达探测信号高精度延时产生装置及控制方法。
背景技术
探测雷达目标模拟器距离模拟电路，要求对雷达发射信号实现大的延时动态范围、高分辨率、高精度的延时控制，以验证探测雷达是否可以满足探测精度的需要；现有的精密延时技术存在延时动态范围、分辨率及精度之间的矛盾。目前较先进的技术是采用高精度的时间数字转换技术，在单片现场可编程门阵列（FPGA）内结合TDC技术、计数延时技术、小范围数控延时技术，设计较高精度的目标模拟器距离模拟电路。由于当前FPGA性能的局限，FPGA的工作时钟频率无法太高，导致所能模拟目标的距离分辨率很难达到厘米级。而采用印制电路板进行延时会出现由于信号走线路径不同造成输出功率平坦度差和延时动态范围小等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题：提供一种雷达探测信号高精度延时产生装置及控制方法，以解决现有技术利用现场可编程门阵列（FPGA）实现延时，存在分辨率和精度差，采用印制电路板实现延时，输出功率平坦度差以及延时动态范围小等问题。
本发明技术方案：
一种雷达探测信号高精度延时产生装置，它包括第一FPGA模块，第一FPGA模块与DA模块导线连接，DA模块与延时单元导线连接，延时单元与衰减器导线连接，衰减器与阻抗匹配电路导线连接，阻抗匹配电路输出端输出雷达探测信号，
所述的衰减器为0.25dB步进功率数控衰减器。
所述的阻抗匹配电路为50欧姆的阻抗匹配电路。
所述的延时单元有五组，DA模块与第一延时单元通过微带线连接，第一延时单元与第二延时单元通过微带线连接，第二延时单元与第三延时单元通过微带线连接，第三延时单元与第四延时单元通过微带线连接，第四延时单元与第五延时单元通过微带线连接，第五延时单元与衰减器通过微带线连接。
所述的延时单元包括输入选择开关，输入选择开关的输出端分别与直通模块和延时器的输入端通过微带线连接，直通模块和延时器的输出端与输出选择开关通过微带线连接，所述的输入选择开关和输出选择开关均为单刀双掷开关。
第二FPGA模块分别与延时单元和衰减器导线连接；第二FPGA模块的输出端分别与延时单元的输入选择开关和输出选择开关的控制端导线连接。
所述的一种雷达探测信号高精度延时产生装置的控制方法，它包括下述步骤：
步骤1、通过第一FPGA模块产生延时动态范围为3ns—4.5ms的雷达探测数字信号；
步骤2、通过DA模块将步骤1产生的数字信号转换为模拟量的雷达探测信号；
步骤3、通过控制各个延时单元的输入选择开关，选择雷达探测信号通过直通模块直接输出或通过延时单元的延时器进行延时后输出至延时单元的输出选择开关；
步骤4、通过各组延时单元后的雷达探测信号输入至衰减器进行输出功率修正；
步骤5、衰减器进行功率修正后的雷达探测信号输入至阻抗匹配电路实现雷达探测信号的阻抗匹配，通过阻抗匹配电路输出端口输出雷达探测信号。
步骤3所述的控制各个延时单元的输入选择开关是通过第二FPGA模块进行控制。
步骤4所述的衰减器进行输出功率修正是通过第二FPGA模块控制衰减器来实现。
本发明的有益效果：
本发明通过第一FPGA模块产生能实现延时动态范围的雷达探测数字信号，经过DA模块转换为模拟量的雷达探测信号，通过延时单元的五组延时输出或直通输出实现对雷达探测信号的大范围动态延时，通过衰减器实现对雷达探测信号的输出功率调整和修正，满足输出功率平坦度的需求，最后通过阻抗匹配电路，确保端口信号的阻抗匹配最终得到能够满足各种精度需求的大范围动态延时雷达探测信号，本发明采用FPGA计数延时、功率修正和阻抗匹配等技术，可实现大的延时动态范围、高分辨率、高精度的延时控制，验证新型探测雷达在测定位置和速度及其它特性方面是否满足探测精度的需要，极大的提高了装备的战技性能；解决了现有技术利用现场可编程门阵列（FPGA）实现延时，存在分辨率和精度差，采用印制电路板实现延时，输出功率平坦度差以及延时动态范围小等问题。
附图说明：
图1为本发明实施例系统组成示意图。
具体实施方式：
一种雷达探测信号高精度延时产生装置，它包括第一FPGA模块，第一FPGA模块与DA模块导线连接，DA模块与延时单元通过微带线连接，延时单元与衰减器通过微带线连接，衰减器与阻抗匹配电路通过微带线连接，阻抗匹配电路输出端输出雷达探测信号，
所述的衰减器为0.25dB的小步进功率数控衰减器。
所述的阻抗匹配电路为50欧姆的阻抗匹配电路。
所述的延时单元有五组，DA模块与第一延时单元通过微带线连接，第一延时单元与第二延时单元通过微带线连接，第二延时单元与第三延时单元通过微带线连接，第三延时单元与第四延时单元通过微带线连接，第四延时单元与第五延时单元通过微带线连接，第五延时单元与衰减器通过微带线连接。
所述的延时单元包括输入选择开关，输入选择开关的输出端分别与直通模块和延时器的输入端通过微带线连接，直通模块和延时器的输出端与输出选择开关通过微带线连接，所述的输入选择开关和输出选择开关均为单刀双掷开关。
第一延时单元包括第一单刀双掷开关，第一单刀双掷开关的输出端与100ps延时器和第一直通模块的输入端连接，100ps延时器和第一直通模块的的输出端与第二单刀双掷开关连接；第二延时单元包括第三单刀双掷开关，第三单刀双掷开关的输出端与200ps延时器和第二直通模块的输入端连接，200ps延时器和第二直通模块的的输出端与第四单刀双掷开关连接；第三延时单元包括第五单刀双掷开关，第五单刀双掷开关的输出端与400ps延时器和第三直通模块的输入端连接，400ps延时器和第三直通模块的的输出端与第六单刀双掷开关连接；第四延时单元包括第七单刀双掷开关，第七单刀双掷开关的输出端与800ps延时器和第四直通模块的输入端连接，800ps延时器和第四直通模块的的输出端与第八单刀双掷开关连接；第五延时单元包括第九单刀双掷开关，第九单刀双掷开关的输出端与1600ps延时器和第五直通模块的输入端连接，1600ps延时器和第五直通模块的的输出端与第十单刀双掷开关连接，第十单刀双掷开关连接的输出端与衰减器的输入端导线连接，通过第二FPGA模块的输出来控制各个单刀双掷开关的控制端，可以实现对各个延时单元的输入输出信号控制，选择不同的动态雷达探测信号输出满足不同的需求，解决现有技术雷达探测信号延时动态范围小的问题。
第二FPGA模块分别与延时单元和衰减器导线连接；第二FPGA模块的输出端分别与延时单元的输入选择开关和输出选择开关的控制端导线连接。
所述的一种雷达探测信号高精度延时产生装置的控制方法，它包括下述步骤：
步骤1、通过第一FPGA模块产生延时动态范围为3ns—4.5ms的雷达探测数字信号；
步骤2、通过DA模块将步骤1产生的数字信号转换为模拟量的雷达探测信号；
步骤3、通过控制各个延时单元的输入选择开关，选择雷达探测信号通过直通模块直接输出或通过延时单元的延时器进行延时后输出至延时单元的输出选择开关；
步骤4、通过各组延时单元后的雷达探测信号输入至衰减器进行输出功率修正；
步骤5、衰减器进行功率修正后的雷达探测信号输入至阻抗匹配电路实现雷达探测信号的阻抗匹配，通过阻抗匹配电路后输出端口输出雷达探测信号。
步骤3所述的控制各个延时单元的输入选择开关是通过第二FPGA模块进行控制。
步骤4所述的衰减器进行输出功率修正是通过第二FPGA模块控制衰减器来实现。
Claims (9)
1.一种雷达探测信号高精度延时产生装置，它包括第一FPGA模块，其特征在于：第一FPGA模块与DA模块导线连接，DA模块与延时单元导线连接，延时单元与衰减器导线连接，衰减器与阻抗匹配电路导线连接，阻抗匹配电路输出端输出雷达探测信号。
2.根据权利要求1所述的一种雷达探测信号高精度延时产生装置，其特征在于：所述的衰减器为0.25dB步进功率数控衰减器。
3.根据权利要求1所述的一种雷达探测信号高精度延时产生装置，其特征在于：所述的阻抗匹配电路为50欧姆的阻抗匹配电路。
4.根据权利要求1所述的一种雷达探测信号高精度延时产生装置，其特征在于：所述的延时单元有五组，DA模块与第一延时单元通过微带线连接，第一延时单元与第二延时单元通过微带线连接，第二延时单元与第三延时单元通过微带线连接，第三延时单元与第四延时单元通过微带线连接，第四延时单元与第五延时单元通过微带线连接，第五延时单元与衰减器通过微带线连接。
5.根据权利要求1或4所述的一种雷达探测信号高精度延时产生装置，其特征在于：所述的延时单元包括输入选择开关，输入选择开关的输出端分别与直通模块和延时器的输入端通过微带线连接，直通模块和延时器的输出端与输出选择开关通过微带线连接，所述的输入选择开关和输出选择开关均为单刀双掷开关。
6.根据权利要求1所述的一种雷达探测信号高精度延时产生装置，其特征在于：第二FPGA模块分别与延时单元和衰减器导线连接；第二FPGA模块的输出端分别与延时单元的输入选择开关和输出选择开关的控制端导线连接。
7.如权利要求1所述的一种雷达探测信号高精度延时产生装置的控制方法，它包括下述步骤：
步骤1、通过第一FPGA模块产生延时动态范围为3ns—4.5ms的雷达探测数字信号；
步骤2、通过DA模块将步骤1产生的数字信号转换为模拟量的雷达探测信号；
步骤3、通过控制各个延时单元的输入选择开关，选择雷达探测信号通过直通模块直接输出或通过延时单元的延时器进行延时后输出至延时单元的输出选择开关；
步骤4、通过各组延时单元后的雷达探测信号输入至衰减器进行输出功率修正；
步骤5、衰减器进行功率修正后的雷达探测信号输入至阻抗匹配电路实现雷达探测信号的阻抗匹配，通过阻抗匹配电路输出端口输出雷达探测信号。
8.根据权利要求7所述的一种雷达探测信号高精度延时产生装置的控制方法，其特征在于：步骤3所述的控制各个延时单元的输入选择开关是通过第二FPGA模块进行控制。
9.根据权利要求7所述的一种雷达探测信号高精度延时产生装置的控制方法，其特征在于：步骤4所述的衰减器进行输出功率修正是通过第二FPGA模块控制衰减器来实现。
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