CN107102321B - 多脉冲环境下脉冲二次雷达设备的保护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出的一种多脉冲环境下脉冲二次雷达设备的保护装置，旨在提供一种既能够完成测量任务，又能够有效保护脉冲二次雷达在多脉冲环境下不被损伤的装置。本发明通过下述技术方案予以实现：脉冲二次雷达接收机通过视频检波电路对接收脉冲载波信号进行包络检波，通过视频检波电路视频放大和整形，转换为高低脉冲电平送至FPGA数字电路；在FPGA数字电路中，脉冲计数器对输入的高低脉冲电平进行脉冲计数，并计算出接收脉冲的重复频率，脉冲计数器将计算结果送至脉冲重复频率比较器和发控电路，与存储器中预装订的脉冲二次雷达最大安全承受脉冲重复频率进行比对，脉冲重复频率比较器将比对结果送至发控电路，对脉冲二次雷达设备的时序控制。

Description

多脉冲环境下脉冲二次雷达设备的保护装置
技术领域
本发明涉及一种广泛地应用在雷达测距系统中，主要涉及无线电测量领域，在多脉冲环境下保护脉冲二次雷达设备的旨在，尤其是脉冲二次雷达发射机不被损伤的保护装置。
背景技术
二次雷达发射的脉冲是成对的，发射脉冲由P1、P2、P3脉冲串组成，其发射微波信号的特征是高功率和短脉冲。由于场致效应和热沉积效应，重复频率大功率微波信号作用将使其产生扰乱、饱和、瞬时损伤、降级甚至烧毁的现象。
雷达经常采用无载波脉冲电磁波作为发射信号。脉冲二次雷达设备工作在固定的脉冲重复频率环境中，发射机对接收到的脉冲载波信号进行一一相参转发，配合地面雷达站完成系统的测量任务，如果未使用多脉冲屏蔽技术，会导致转发信号质量的下降，造成飞行器目标状态异常。一旦设备工作在高脉冲重复频率或多径环境中，发射机对接收到的脉冲仍然进行一一相参转发，设备的总电流会因发射脉冲占空比的增加而增加，容易造成设备损伤甚至烧毁，严重影响系统测量任务。
发明内容
为了避免现有脉冲二次雷达设备在高脉冲重复频率或多径环境中损伤甚至烧毁，本发明提供一种环境适应性强、可靠性高的多脉冲环境下脉冲二次雷达设备的保护装置。
本发明的上述目的可以通过以下措施来达到。一种多脉冲环境下脉冲二次雷达设备的保护装置，包括视频检波电路、电平转换电路和FPGA数字电路，其特征在于：脉冲二次雷达接收机通过视频检波电路对接收脉冲载波信号进行包络检波、视频放大和整形，经过电平转换电路1将整形后的波形转换为高低脉冲电平送至FPGA数字电路的I/O口；FPGA数字电路通过脉冲计数器，对输入高低脉冲电平个数进行脉冲计数，计算出接收脉冲的重复频率，脉冲计数器将计算结果送至脉冲重复频率比较器和发控电路，与存储器中预装订的脉冲二次雷达最大安全承受脉冲重复频率进行比对，通过脉冲重复频率比较器将比对结果送至发控电路，发控电路根据脉冲重复频率比较器比较的结果进行判断，并根据比对结果输出不同脉冲重复频率的控制信号，控制信号通过电平转换电路2的输出，对脉冲二次雷达设备的发射机时序进行控制；如果接收脉冲重复频率低于脉冲二次雷达最大安全承受脉冲重复频率，发控电路将按照接收脉冲重复频率进行一一相参转发控制；如果接收脉冲重复频率大于脉冲二次雷达最大安全承受脉冲重复频率，发控电路则按脉冲二次雷达最大安全承受脉冲重复频率进行相参转发控制，限定脉冲二次雷达发射机发射脉冲的最大占空比。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果：
环境适应性强。本发明脉冲二次雷达接收机对接收脉冲载波信号进行包络检波、视频放大和整形，并通过电平转换电路将波形转换为0V/3.3V的高低脉冲电平，送至FPGA数字电路的I/O口，由FPGA数字电路中的脉冲计数器进行脉冲计数，并计算出接收脉冲的重复频率。然后，将计算结果一路送至脉冲二次雷达发射机脉冲重复频率比较器，并与存储器中预装订的脉冲二次雷达最大安全承受脉冲重复频率进行比对，比对结束后将结果送至发控电路。在设备不开盖的情况下，对设备进行软件装订，装订的软件中已设置设备最大安全承受脉冲重复频率，当接收脉冲重复频率小于脉冲二次雷达最大安全承受脉冲重复频率，发控电路将按照接收脉冲重复频率进行一一相参转发；如果接收脉冲重复频率大于脉冲二次雷达最大安全承受脉冲重复频率，发控电路则按脉冲二次雷达最大安全承受脉冲个数进行相参转发。从而使脉冲二次雷达不仅能在固定脉冲重复频率环境下工作，还能在任何脉冲重复频率环境中下正常工作，提高了设备在复杂电磁环境中的强壮性和环境适应性。
可靠性高。本发明由于脉冲二次雷达存储器中预装订的设备最大安全承受脉冲重复频率远大于脉冲二次雷达正常工作时接收的脉冲重复频率，故本发明使脉冲二次雷达既能够完成正常测量任务，又能够有效保护脉冲二次雷达在多脉冲环境下不被损伤。采用发控电路将按照接收脉冲重复频率进行一一相参转发控制；如果接收脉冲重复频率大于脉冲二次雷达最大安全承受脉冲重复频率，发控电路则按脉冲二次雷达最大安全承受脉冲个数进行相参转发控制，通过对接收脉冲重复频率的判断和控制，有效限定了脉冲二次雷达发射机转发脉冲的最大占空比，防止设备产生大电流，有效保护脉冲二次雷达设备在多脉冲环境下不被损伤或烧毁。设备从首次加电到生命周期结束，不会因为经历过高脉冲重复频率环境而造成不同层次的损伤，提高了脉冲二次雷达整机的可靠性。
附图说明
图1是本发明多脉冲环境下脉冲二次雷达设备的保护装置功能框图。
图2是图1视频检波电路的原理框图。
图3是本发明多脉冲环境下脉冲二次雷达设备的保护装置原理流程示意图。
下面结合附图和实施例对发明进一步说明。
具体实施方式
参阅图1。在以下描述的实施例中，一种多脉冲环境下脉冲二次雷达设备的保护装置，包括视频检波电路、电平转换电路和FPGA数字电路。FPGA数字电路包括电连接电平转换电路的脉冲计数器和脉冲计数器电连接的发控电路和通过存储器存储脉冲重复频率数据的脉冲重复频率比较器。电平转换电路由54系列或74系列逻辑门器件组成。脉冲二次雷达接收机通过视频检波电路对接收脉冲载波信号进行包络检波、视频放大和整形，经过电平转换电路(输入)，将整形后的波形转换为高低脉冲电平送至FPGA数字电路的I/O口；在FPGA数字电路中，脉冲计数器对输入的高低脉冲电平个数进行脉冲计数，并计算出接收脉冲的重复频率，脉冲计数器将计算结果送至脉冲重复频率比较器和发控电路，与存储器中预装订的脉冲二次雷达最大安全承受脉冲重复频率进行比对，脉冲重复频率比较器将比对结果送至发控电路，发控电路根据脉冲重复频率比较器比较的结果进行判断，并根据比对结果输出不同脉冲重复频率的控制信号，控制信号通过电平转换电路的输出，对脉冲二次雷达设备的发射机时序进行控制。电平转换电路包括：两个电平转换电路，一个是连接在视频检波电路与脉冲计数器之间的电平转换电路1，另一个是连接发控电路的电平转换电路2，发控电路产生的控制信号通过电平转换电路2输出，对脉冲二次雷达设备的发射机顺序进行控制。
参阅图2。视频检波电路包括顺次串联的对数检波电路、门限比较电路、视频放大电路和整形电路，其中，对数检波电路接收二次雷达接收机脉冲载波信号，对二次雷达接收机脉冲载波信号进行包络检波，经门限电平值比较后，通过视频放大电路放大至3.3V，并经整形电路整形。
FPGA数字电路包含一端电连接脉冲计数器的发控电路和电连接脉冲计数器一端的脉冲重复频率比较器，脉冲重复频率比较器带有存储器并电连接发控电路，电平转换电路将整形后的波形转换为高低脉冲电平。其中，脉冲计数器对输入的高低脉冲电平个数进行脉冲计数，算出接收脉冲的重复频率，并将计算结果送至脉冲重复频率比较器和发控电路，与存储器中预装订的脉冲二次雷达最大安全承受脉冲重复频率进行比对，脉冲重复频率比较器将比对结果送至发控电路，由发控电路对脉冲二次雷达设备的发射机时序进行控制。
参阅图3。首先，脉冲二次雷达接收机视频检波电路对输入脉冲载波信号进行包络检波、视频放大和整形，并通过电平转换电路1将整形后的脉冲转换为0V/3.3V的高低脉冲电平，送至FPGA数字电路的I/O口，由FPGA数字电路中的脉冲计数器进行脉冲计数，并计算出接收脉冲的重复频率。然后，将计算结果一路送至脉冲二次雷达发射机脉冲重复频率比较器，并与存储器中预装订的脉冲二次雷达最大安全承受脉冲重复频率进行比对，比对结束后将结果送至发射机发控电路。最后，发控电路根据脉冲重复频率比较器比较的结果进行判断，如果接收脉冲重复频率低于脉冲二次雷达最大安全承受脉冲重复频率，发控电路将按照接收脉冲重复频率进行一一相参转发控制；如果接收脉冲重复频率大于脉冲二次雷达最大安全承受脉冲重复频率，发控电路则按脉冲二次雷达最大安全承受脉冲重复频率进行相参转发控制，限定脉冲二次雷达发射机发射脉冲的最大占空比，防止设备产生大电流，保护脉冲二次雷达设备在多脉冲环境下不被损伤或烧毁。
多脉冲环境下脉冲二次雷达设备的保护装置通过下述方式实现：
a)脉冲二次雷达接收机视频检波电路对输入脉冲载波信号进行包络检波、视频放大和整形，通过电平转换电路1转换为幅值0V/+3.3V的高低脉冲电平；
b) 电平转换电路将转换后的0V/+3.3V高低脉冲电平送至FPGA数字电路的I/O口，FPGA数字电路通过脉冲计数器对输入高低脉冲电平个数进行重复频率计算，并将计算结果送至脉冲重复频率比较器；
c)脉冲重复频率比较器读取预先装订的脉冲二次雷达最大安全承受脉冲重复频率值，并将该值与接收脉冲重复频率值相比对，如果接收脉冲重复频率低于脉冲二次雷达最大安全承受脉冲重复频率，发射机的发控电路将按照接收脉冲重复频率进行一一相参转发控制；如果接收脉冲重复频率大于脉冲二次雷达最大安全承受脉冲重复频率，发射机的发控电路则按脉冲二次雷达最大安全承受脉冲重复频率进行相参转发控制。

Claims (9)

1.一种多脉冲环境下脉冲二次雷达设备的保护装置，包括视频检波电路、电平转换电路和FPGA数字电路，其特征在于：脉冲二次雷达接收机通过视频检波电路对接收脉冲载波信号进行包络检波、视频放大和整形，经过电平转换电路1将整形后的波形转换为高低脉冲电平送至FPGA数字电路的I/O口；FPGA数字电路通过脉冲计数器，对输入高低脉冲电平个数进行脉冲计数，计算出接收脉冲的重复频率，脉冲计数器将计算结果送至脉冲重复频率比较器和发控电路，与存储器中预装订的脉冲二次雷达最大安全承受脉冲重复频率进行比对，通过脉冲重复频率比较器将比对结果送至发控电路，发控电路根据脉冲重复频率比较器比较的结果进行判断，并根据比对结果输出不同脉冲重复频率的控制信号，控制信号通过电平转换电路2的输出，对脉冲二次雷达设备的发射机时序进行控制；如果接收脉冲重复频率低于脉冲二次雷达最大安全承受脉冲重复频率，发控电路将按照接收脉冲重复频率进行一一相参转发控制；如果接收脉冲重复频率大于脉冲二次雷达最大安全承受脉冲重复频率，发控电路则按脉冲二次雷达最大安全承受脉冲重复频率进行相参转发控制，限定脉冲二次雷达发射机发射脉冲的最大占空比。
2.按权利要求1所述的多脉冲环境下脉冲二次雷达设备的保护装置，其特征在于，电平转换电路包括：两个电平转换电路，一个是连接在视频检波电路与脉冲计数器之间的电平转换电路1，另一个是连接发控电路的电平转换电路2，发控电路产生的控制信号通过电平转换电路2输出，对脉冲二次雷达设备的发射机时序进行控制。
3.按权利要求1所述的多脉冲环境下脉冲二次雷达设备的保护装置，其特征在于，FPGA数字电路包含一端电连接脉冲计数器的发控电路和电连接脉冲计数器一端的脉冲重复频率比较器。
4.按权利要求3所述的多脉冲环境下脉冲二次雷达设备的保护装置，其特征在于，脉冲重复频率比较器带有存储器并电连接发控电路。
5.按权利要求1所述的多脉冲环境下脉冲二次雷达设备的保护装置，其特征在于，电平转换电路1将整形后的波形转换为幅值0V/+3.3V的高低脉冲电平。
6.按权利要求4所述的多脉冲环境下脉冲二次雷达设备的保护装置，其特征在于，电平转换电路1将转换后的0V/+3.3V高低脉冲电平送至FPGA数字电路的I/O口，FPGA数字电路通过脉冲计数器对输入高低脉冲电平个数进行重复频率计算，并将计算结果送至脉冲重复频率比较器。
7.按权利要求6所述的多脉冲环境下脉冲二次雷达设备的保护装置，其特征在于，脉冲重复频率比较器读取预先装订的脉冲二次雷达最大安全承受脉冲重复频率值，并将该值与接收脉冲重复频率值相比对。
8.按权利要求1所述的多脉冲环境下脉冲二次雷达设备的保护装置，其特征在于，FPGA数字电路包括电连接电平转换电路1的脉冲计数器和脉冲计数器电连接的发控电路和通过存储器存储脉冲重复频率数据的脉冲重复频率比较器。
9.按权利要求1所述的多脉冲环境下脉冲二次雷达设备的保护装置，其特征在于，视频检波电路包括顺次串联的对数检波电路、门限比较电路、视频放大电路和整形电路，其中，对数检波电路接收二次雷达接收机脉冲载波信号，对二次雷达接收机脉冲载波信号进行包络检波，经门限电平值比较后，通过视频放大电路放大至3.3V，并经整形电路整形。
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