CN111562552A - 一种地面雷达同步网络主控装置及控制方法 - Google Patents

一种地面雷达同步网络主控装置及控制方法 Download PDF

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李玉爽
陈利彬
杜强燚
徐超
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Abstract

本发明涉及一种地面雷达同步网络主控装置及方法。装置包括：PXI机箱、PXI控制器、同步分配组件和网络数传组件；PXI控制器、同步分配组件和网络数传组件插入PXI机箱槽位中；PXI控制器通过PXI总线向网络数传组件发送控制字；同步分配组件实现被测雷达分系统同步信号的输入与输出；网络数传组件以同步信号为基准向被测雷达分系统发送控制字，接收并缓存被测雷达分系统返回的回送字，将回送字通过PXI总线发送给PXI控制器。实现了在测试过程中对雷达真实工作状态的还原，使得雷达各分系统的测试结果准确、可靠，且设备模块化，使用更加灵活，具有同步功能，传输速度快，结构紧凑，降低了测试成本。

Description

一种地面雷达同步网络主控装置及控制方法
技术领域
本发明涉及同步网络主控装置，尤其涉及一种地面雷达同步网络主控装置及控制方法。
背景技术
雷达主控装置是雷达的控制中心，它既要向雷达主机及分系统发送控制命令，也要对雷达的工作状态进行监控。雷达的参数设置、控制，监测信号的实时采集、记录、处理均由雷达主控装置完成。在雷达的各分系统测试过程中，模拟出雷达主控真实工作状态是确保测试结果准确、可靠的前提条件。
现有技术中，测试设备采用多套台式设备来实现雷达分系统的网络控制及同步功能，设备间数据传输速率低，结构冗余，测试成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的问题，提供一种地面雷达的同步网络主控装置及控制方法。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种地面雷达同步网络主控装置，包括：PXI机箱、PXI控制器、同步分配组件和网络数传组件；所述PXI控制器、同步分配组件和网络数传组件依次插入PXI机箱的槽位中，并通过PXI总线相互连接；
所述PXI控制器通过PXI总线向所述网络数传组件发送控制字；所述同步分配组件用于实现被测雷达分系统同步信号的输入与输出；所述网络数传组件用于以所述同步信号为基准向被测雷达分系统发送控制字，接收并缓存被测雷达分系统返回的回送字，将所述回送字通过PXI总线发送给所述PXI控制器。
为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种地面雷达同步网络控制方法，利用上述技术方案所述的主控装置实现如下步骤：
PXI控制器通过PXI总线向网络数传组件发送控制字；
同步分配组件实现被测雷达分系统同步信号的输入与输出；
述网络数传组件用于以所述同步信号为基准向被测雷达分系统发送控制字，接收并缓存被测雷达分系统返回的回送字，将所述回送字通过PXI总线发送给所述PXI控制器。
本发明的有益效果是：实现了在测试过程中对雷达真实工作状态的还原，使得雷达各分系统的测试结果准确、可靠，且设备模块化，使用更加灵活，具有同步功能，传输速度快，结构紧凑，降低了测试成本。
本发明附加的方面及其的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。
附图说明
图1为本发明实施例提供的地面雷达同步网络主控装置组装图；
图2为本发明实施例提供的地面雷达同步网络主控装置结构框图；
图3为本发明实施例提供的同步分配组件结构框图；
图4为本发明实施例提供的网络数传组件结构框图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、PXI机箱，2、PXI控制器，3、同步分配组件，4、网络数传组件，5、可编程逻辑控制器FPGA，6、第一光耦隔离芯片，7、第二光耦隔离芯片，8、差分接收芯片，9、差分发送芯片，10、第一IP核，11、晶振，12、核心控制器XilinxZynq-7035，13、千兆网控制器，14、DDR控制器，15、RJ45-SFP光电转换模块，16、存储器，17、第二IP核。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
图1为本发明实施例提供的地面雷达同步网络主控装置组装图；图2为本发明实施例提供的地面雷达同步网络主控装置结构框图。如图1和图2所示，该装置包括：PXI机箱1、PXI控制器2、同步分配组件3和网络数传组件4；所述PXI控制器2、同步分配组件3和网络数传组件4依次插入PXI机箱1的槽位中，并通过PXI总线相互连接。
所述PXI控制器2通过PXI总线向所述网络数传组件4发送控制字；所述同步分配组件3用于实现被测雷达分系统同步信号的输入与输出；所述网络数传组件4用于以所述同步信号为基准向被测雷达分系统发送控制字，接收并缓存被测雷达分系统返回的回送字，将所述回送字通过PXI总线发送给所述PXI控制器2。
PXI机箱1为PXI控制器2、同步分配组件3与网络数传组件4提供电源、散热及PXI通讯总线；PXI控制器2为上位机软件的运行载体，实现友好的人机交互及测试数据处理。
上述实施例提供的地面雷达同步网络主控装置，实现了在测试过程中对雷达真实工作状态的还原，使得雷达各分系统的测试结果准确、可靠，且设备模块化，使用更加灵活，具有同步功能，传输速度快，结构紧凑，降低了测试成本。
可选地，在一个实施例中，所述同步分配组件与被测雷达分系统的同步信号端连接，用于根据触发模式接收被测雷达分系统的同步信号或自生成同步信号，将所述同步信号分为多路，供测试仪器设备使用；并且其中一路同步信号经PXI总线引入到网络数传组件中。
上述实施例中，通过同步分配组件实现被测雷达分系统同步信号的输入和输出。可以通过被测雷达分系统输入同步信号，也可以自生成被测雷达分系统的同步信号，将同步信号分为多路，多路同步信号输出至前面板，可供多种测试仪器设备使用；另外，还有一路同步信号经PXI总线引入到网络数传组件中，为网络数传组件提供同步信号。从而实现了在测试过程中对雷达真实工作状态的还原，使得雷达各分系统的测试结果准确、可靠，且设备模块化，使用更加灵活，具有同步功能，传输速度快，结构紧凑，降低了测试成本。
可选地，如图3所示，所述同步分配组件包括：可编程逻辑控制器FPGA5、第一光耦隔离芯片6、至少一个第二光耦隔离芯片7、差分接收芯片8和至少一个差分发送芯片9；所述可编程逻辑控制器FPGA5包括第一IP核10；所述可编程逻辑控制器FPGA5的同步信号输入端通过第一光耦隔离芯片6和/或差分接收芯片8与所述被测雷达分系统的同步信号端连接，FPGA的至少一个同步信号输出端通过第二光耦隔离芯片7和/或差分发送芯片9连接至前面板，供所述测试仪器设备使用；FPGA的一个同步信号输出端与PXI总线双向连接，且FPGA通过所述第一IP核与PXI总线双向连接。
可编程逻辑控制器FPGA5的TTL信号输入端与第一光耦隔离芯片6的输出端连接，其TTL输出端与第二光耦隔离芯片7输入端连接，其差分信号输入端与差分接收芯片8的输出端连接，其差分信号输出端与差分发送芯片9的输入端连接；第一光耦隔离芯片6的输入端、第二光耦隔离芯片7的输出端、差分接收芯片8的输入端和差分发送芯片9的输出端均连接至组件前面板。
同步分配组件实现同步信号的输入与输出，其中可编程逻辑控制器FPGA5用于实现同步信号的分配及PXI总线的I/O需求；晶振用于产生任务要求的同步信号；第一光耦隔离芯片6、第二耦隔离芯片7用于对TTL信号进行输入\输出隔离，对被测设备进行有效的防护，防止同步分配组件和被测设备之间的电源系统相互干扰；差分发送芯片9用于对差分信号的发送；差分接收芯片8用于对差分信号的接收；差分接收芯片8和差分发送芯片9的作用与第一光耦隔离芯片6和第二光耦隔离芯片7的作用相同，连接对象相同，传输链路的选择取决于被测雷达分系统同步信号的种类，如果是单端信号则选择光耦隔离芯片的信号传输链路；若是差分信号则选择差分收发芯片的传输链路。
第一IP核10用于实现可编程逻辑控制器FPGA5与上位机间的复杂通讯。主要实现同步组件工作模式的选择，选择内同步则晶振工作自生成同步信号，选择外同步则由被测雷达分系统输入同步信号。可编程逻辑控制器FPGA与上位机的复杂通讯由第一IP核承担。
可选地，所述同步分配组件还包括晶振11，所述可编程逻辑控制器FPGA的同步输入端与所述晶振的输出端连接，所述晶振用于在触发模式为内部触发时，生成同步信号。
上述实施例中，同步分配组件不仅可以接收被测雷达分系统的同步信号，还可以通过晶振自生成任务需要的被测雷达分系统的同步信号，同步信号获取方式灵活，可根据需要选择适合的方式获取同步信号，为测试的顺利执行提供有效保障。
可选地，如图4所示，所述网络数传组件包括：核心控制器12、光电转换模块15和存储器16；所述核心控制器包括千兆网控制器13、DDR控制器14和第二IP核17；所述核心控制器12的同步信号端与PXI总线双向连接；且核心控制器通过所述第二IP核与PXI总线双向连接；所述核心控制器12的千兆网控制器端口与所述光电转换模块15双向连接，所述核心控制器12的DDR控制器端口与所述存储器16双向连接；所述光电转换模块15与被测雷达分系统连接。
上述实施例中，网络数传组件模拟雷达主控系统向被测雷达分系统发送控制命令，同时接收监测回送字并进行缓存；其中核心控制器XilinxZynq-7035包括千兆网络控制器及DDR控制器，用于满足以太网接口及内存存储速度的需求；RJ45-SFP光电转换模块网络接口为RJ45用于信号转换；存储器用于扩展存储空间；第二IP核用于核心控制器XilinxZynq-7035与上位机之间的复杂通信。其中，所述核心控制器采用核心控制器XilinxZynq-7035，所述光电转换模块采用RJ45-SFP光电转换模块。
地面雷达同步网络主控装置工作流程如下：装置加电后，被测雷达分系统同步信号根据信号种类选择接入相对应同步输入端；同步信号若为单端信号，则经第一光耦隔离芯片进入可编程逻辑控制器FPGA5中；同步信号若为差分信号，则经差分接收芯片进入可编程逻辑控制器FPGA5中；接入同步信号被分为多路，单端信号经第二光耦隔离芯片7输出至至前面板输出端，差分信号经差分发送芯片9输出至前面板输出端，输出同步信号供其他测试仪器用作同步触发，一路同步信号经PXI总线引入到网络数传组件4中，运行PXI控制器2中上位机软件发送被测系统的控制字，控制字通过PXI总线下发经第二IP核17转换进入核心控制器XilinxZynq-7035 12的DDR控制器14中，核心控制器XilinxZynq-7035 12依据同步触发信号为基准将DDR控制器14中的控制字通过RJ45-SFP光电转换模块15发送至被测雷达分系统；测试结束后，被测雷达分系统监测回送字则由RJ45-SFP光电转换模块15接收缓存至DDR控制器14中，再经第二IP核17返回至上位机软件以备后续分析。
本发明实施例还提供一种地面雷达同步网络控制方法，利用上述实施例提供的地面雷达同步网络主控装置实现如下步骤：
S10，PXI控制器通过PXI总线向网络数传组件发送控制字；
S20，同步分配组件实现被测雷达分系统同步信号的输入与输出；
S30，网络数传组件用于以所述同步信号为基准向被测雷达分系统发送控制字，接收并缓存被测雷达分系统返回的回送字，将所述回送字通过PXI总线发送给所述PXI控制器。
上述实施例提供的地面雷达同步网络主控装置，实现了在测试过程中对雷达真实工作状态的还原，使得雷达各分系统的测试结果准确、可靠，且设备模块化，使用更加灵活，具有同步功能，传输速度快，结构紧凑，降低了测试成本。
可选地，在一个实施例中，所述同步分配组件实现被测雷达分系统同步信号的输入与输出，包括：所述同步分配组件根据触发模式接收被测雷达分系统的同步信号或自生成同步信号，将所述同步信号分为多路，供测试仪器设备使用；并且其中一路同步信号经PXI总线引入到网络数传组件中。
可选地，在一个实施例中，所述同步分配组件根据触发模式接收被测雷达分系统的同步信号或自生成同步信号，包括：当触发模式为外部触发时，接收被测雷达分系统的同步信号；当触发模式为内部触发时，通过晶振生成同步信号。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种地面雷达同步网络主控装置，其特征在于，包括：PXI机箱、PXI控制器、同步分配组件和网络数传组件；所述PXI控制器、同步分配组件和网络数传组件依次插入PXI机箱的槽位中，并通过PXI总线相互连接；
所述PXI控制器通过PXI总线向所述网络数传组件发送控制字；所述同步分配组件用于实现被测雷达分系统同步信号的输入与输出；所述网络数传组件用于以所述同步信号为基准向被测雷达分系统发送控制字，接收并缓存被测雷达分系统返回的回送字，将所述回送字通过PXI总线发送给所述PXI控制器。
2.根据权利要求1所述的地面雷达同步网络主控装置，其特征在于，所述同步分配组件与被测雷达分系统的同步信号端连接，用于根据触发模式接收被测雷达分系统的同步信号或自生成同步信号，将所述同步信号分为多路，供测试仪器设备使用；并且其中一路同步信号经PXI总线引入到网络数传组件中。
3.根据权利要求2所述的地面雷达同步网络主控装置，其特征在于，所述同步分配组件包括：可编程逻辑控制器FPGA、第一光耦隔离芯片、至少一个第二光耦隔离芯片、差分接收芯片和至少一个差分发送芯片；所述可编程逻辑控制器FPGA包括第一IP核；
所述可编程逻辑控制器FPGA的同步信号输入端通过第一光耦隔离芯片和/或差分接收芯片与所述被测雷达分系统的同步信号端连接，FPGA的至少一个同步信号输出端通过第二光耦隔离芯片和/或差分发送芯片连接至前面板，供所述测试仪器设备使用；FPGA的一个同步信号输出端与PXI总线双向连接，且FPGA通过所述第一IP核与PXI总线双向连接。
4.根据权利要求3所述的地面雷达同步网络主控装置，其特征在于，所述同步分配组件还包括晶振，所述可编程逻辑控制器FPGA的同步输入端与所述晶振的输出端连接，所述晶振用于在触发模式为内部触发时，生成同步信号。
5.根据权利要求1至4任一项所述的地面雷达同步网络主控装置，其特征在于，所述网络数传组件包括：核心控制器、光电转换模块和存储器；所述核心控制器包括千兆网控制器、DDR控制器和第二IP核；
所述核心控制器的同步信号端与PXI总线双向连接，且核心控制器通过所述第二IP核与PXI总线双向连接；所述核心控制器的千兆网控制器端口与所述光电转换模块双向连接，所述核心控制器的DDR控制器端口与所述存储器双向连接；所述光电转换模块与被测雷达分系统连接。
6.根据权利要求5所述的地面雷达同步网络主控装置，其特征在于，所述核心控制器采用核心控制器XilinxZynq-7035，所述光电转换模块采用RJ45-SFP光电转换模块。
7.一种地面雷达同步网络控制方法，其特征在于，利用权利要求1至6任一项所述的地面雷达同步网络主控装置实现如下步骤：
PXI控制器通过PXI总线向网络数传组件发送控制字；
同步分配组件实现被测雷达分系统同步信号的输入与输出；
述网络数传组件用于以所述同步信号为基准向被测雷达分系统发送控制字，接收并缓存被测雷达分系统返回的回送字，将所述回送字通过PXI总线发送给所述PXI控制器。
8.根据权利要求7所述的地面雷达同步网络主控方法，其特征在于，所述同步分配组件实现被测雷达分系统同步信号的输入与输出，包括：
所述同步分配组件根据触发模式接收被测雷达分系统的同步信号或自生成同步信号，将所述同步信号分为多路，供测试仪器设备使用；并且其中一路同步信号经PXI总线引入到网络数传组件中。
9.根据权利要求8所述的地面雷达同步网络主控方法，其特征在于，所述同步分配组件根据触发模式接收被测雷达分系统的同步信号或自生成同步信号，包括：
当触发模式为外部触发时，接收被测雷达分系统的同步信号；当触发模式为内部触发时，通过晶振生成同步信号。
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