CN201974809U - 一种雷达模拟干扰训练装置 - Google Patents
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Abstract
一种雷达模拟干扰训练装置，属于通讯干扰技术领域。该模拟干扰训练装置包括主控制器、雷达干扰信号注入电路、雷达角度转换电路、协处理器、雷达视频信号采样电路和网络通信模块；其中雷达信号注入电路、协处理器、雷达天线转角转换电路与主控制器相连，雷达视频信号采样电路、网络通信模块与协处理器相连。雷达信号干扰注入电路，包括主抗匹配电路、放大电路和射随电路。协处理器，完成对雷达视频信号的采集，在数据处理过程中，采用了迭代计算方法。网络通信模块，包括主控制器与协处理器通信、协处理器与以太网间的通信两个部分。该雷达模拟干扰训练装置实现雷达干扰功能，监视雷达工作状态和干扰效果，结构简单，方便操作和携带。
Description
技术领域
本发明属于侦察干扰技术领域，涉及一种雷达模拟干扰训练装置，具体地说是涉及一种基于网络远程可控并且可监视干扰效果的利用视频注入技术实现的雷达模拟干扰训练装置。
背景技术
目前的各种雷达模拟干扰训练装置大体可以分为两种：一种是跟雷达基本类似的干扰设备，具有信号产生器，调制系统，通过天线将干扰信号发射出去，在空域对雷达施加各种干扰；另一种是雷达回波信号模拟系统，通过接收雷达发射信号或生成相干基带信号，通过计算模拟目标、干扰和环境信号，并以射频或中频形式注入到雷达接收系统。
这些装置一般都结构复杂，体积大，干扰效果不理想，造价也比较高，而且无法在远端观察干扰效果，不利于训练和考核。
发明内容
为了克服上述装置的弊端，本发明提供一种全新的雷达模拟干扰训练装置。该装置不仅能实现雷达干扰功能，还能实时监视雷达工作状态和干扰效果，而且结构简单，方便操作和便于携带。
本发明采用的技术方案是：
该模拟干扰训练装置包括主控制器、雷达干扰信号注入电路、雷达角度转换电路、协处理器、雷达视频信号采样接口电路和网络通信模块。其中雷达信号注入电路、协处理器、雷达天线转角转换电路与主控制器相连，雷达视频信号采样接口电路、网络通信模块与协处理器相连。
主控制器，是整个装置的核心功能单元，负责采集雷达天线转角，接收远端通过网络通信模块经协处理器发送过来的命令和数据，产生相应的干扰信号，通过雷达干扰信号注入电路完成信号的整形、放大和阻抗匹配后注入雷达，从而实现雷达干扰。干扰脉冲信号由主控制器内部的定时器产生，主控制器根据干扰样式、参数通过计算控制脉冲的幅度、宽度和上升沿时间来实现各种干扰，而干扰样式由主控制器内部代码实现，其样式的多少只与主控制器的存储器容量有关。所以，选择主控制器的内部ROM必须大于2K，要具有两个以上定时中断源，具有与协处理器进行通信的串口，具有与雷达角度采集模块进行通信的8位并口和四个控制端口，从而实现对雷达角度采集模块的操控、数据的读写。主控制器在电源、调试接口、晶振、复位等外围电路的支持下进行工作。
雷达信号干扰注入电路，处于主控制器和雷达之间，主要作用是根据干扰参数调整干扰信号幅度和阻抗匹配。包括阻抗匹配电路、放大电路和射随电路，其中射随电路所有输出端的二极管均采用高频二极管。
雷达天线角度采集电路，完成雷达天线转角模拟信号到数字信号的转换，用于同步主控制器生成干扰信号的时机，同时与雷达视频数据一起封装成数据包发送出去，用于远端干扰效果监视。雷达天线转角与雷达显示器之间的同步采用同步电机完成，其转角为模拟信号，雷达工作期间没有数据转换过程，又由于雷达操控期间，雷达天线为非匀角速度转动，转角由人工控制，随意性大，要完成注入干扰信号与显示信号同步，实时读取天线转动角度是必须解决的难题。选取超小型自整角/旋转变压器-数字转换模块实现角度信号的实时读取，模块接收旋转变压器输出信号，经内部处理、计算后得到角度的数值，由并口 输出给主控制器，该模块转换速度越快，干扰点注入的位置越精确，干扰效果越逼真。
协处理器，完成对雷达视频信号、距显信号、辉度信号及各种控制信号的采集，网络通信模块的控制及传输数据的读写。采用单片机必须具有三个以上的AD转换端口，并且其中一个AD端口的转换速率在500K以上，具有不小于4K的内部ROM，不小于1K的内部RAM，具有SPI接口和控制IO口与网络模块相接，实现采集数据与以太网连接。
在数据处理过程中，采用了迭代计算方法。迭代计算方法，就是根据雷达信号每次发射脉冲间距为10ms，而光速往返450Km仅需要3ms这一特性，即在实际AD采集过程中，我们仅需要采集3ms时间的数据，后面的7ms时间不用采集，这样，我们把3ms时间采集的数据集中存储在单片机内部RAM中，当采集完成后，利用7ms时间再进行整帧数据的合成，封包成以太网TCP/IP协议数据包，再利用CPU所有无中断时间分时传输到以太网适配器中。协处理器将采集到的雷达视频数据与雷达天线转角封装成UDP数据包，通过网络通信模块发送出去，同时接收和响应远端发送过来雷达的命令和数据。
视频信号采样接口电路，包括阻抗匹配电路、电平转换电路和滤波电路。在雷达视频信号采集中，由于原信号为叠加在-50V～-150V的亮度电平上，且本身信号幅度仅在0～5V之间，要实现精确采集，必须实现直流隔离，采用电容隔直后，利用高阻运放做隔离耦合，再经过射随器回路驱动，最后经电阻分压实现AD输入端匹配。
网络通信模块，包括主控制器与协处理器通信、协处理器与以太网间的通信两个部分。主控制器与协处理器之间的通信主要为雷达角度数据、控制命令 和干扰参数的传递，数据量不大，采用RS-232C异步串口实现；协处理器与以太网之间进行的是实时的雷达视频数据传输，数据量较大，必须采用具有高速数据接口的网络芯片才能满足系统需求。协处理器可以通过SPI接口与网络控制芯片相连；网络芯片将视频数据封装成以太网数据包之后，通过网络接口发送出去，实现远距离通信。
本发明的有益效果是：克服了以往雷达训练装置结构复杂，体积庞大，干扰效果无法远程监控的缺点，其采用视频注入技术使得干扰效果得到了很大的改善，实现了多种干扰样式，并且结构简单、体积小、操作方便、造价低廉、远程监控，可以对干扰过程和效果进行实时监控和调整，极大地方便训练和考核。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的雷达干扰信号注入电路结构示意图。
图3是本发明的网络通信模块的控制芯片结构示意图。
图4是本发明的网络通信模块的接口电路结构示意图。
图5是本发明的视频信号采样接口电路结构示意图。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施例。
实施例
雷达天线角度采集电路：本发明采用超小型自整角/旋转变压器-数字转换模块实现角度信号的实时读取，模块接收旋转变压器输出信号，经模块内部处理、计算后得到角度的数值，从模块并口经过接口匹配电路输出给MCU单元，其转换速率为10Kps，角度分辨率为10位，转换精度达到8.6秒，能够满足系统需求。
雷达信号干扰注入单元：处于主控制器和雷达之间，如图2所示，
网络通信模块：本发明选用型号为ENC28J60的网络芯片，这是一个支持全双工的兼容IEEE802.3的以太网控制器，具有最高速率达10Mb/s的SPI接口，因此协处理器可以通过SPI接口与图3所示的网络芯片ENC28J60相连；网络芯片将视频数据封装成以太网数据包之后，通过图4所示的以太网接口发送出去，实现远距离通信。
视频信号采样接口电路：本发明利用图5所示的电路进行回路驱动和AD输入端匹配。
主控制器单元：选用主控制器为ATmega128的单片机，它具有128K字节的系统内可编程FLASH，4K字节的EEPROM，4K字节的内部SRAM以及多达64K字节的优化的外部存储器空间，大多数指令可在一个周期内完成，完全可以满足系统需求。
协处理器单元：本发明采用型号为C8051F020的单片机内部自带的8位AD转换器，其最高转换速率为500ksps，为了将高速AD采集的数据实时传输到以太网，在数据传输前需要对采集的各类信号进行预处理，即对数据进行以太网数据封包工作。由于单片机本身运行速度限制，利用500K速率进行AD采样信号时，每个采样值之间，CPU仅有2us时间进行中断处理工作。由于这段时间内要完成开关状态、亮度状态采集，还要将采集到的天线转角信号经通信回路得到，最后再把这些数据进行标准以太网TCP/IP形式封包，对于这些工作，利用单片机CPU的运行速度，要在2us时间内完成。为了解决这个问题，在数据处理过程中，采用了迭代计算方法。很好地实现了协处理器和以太网上的控制指令及干扰参数，转发到主控制器，完成加扰远程控制工作。
本发明按照各部分结构示意图绘制PCB，制板即可。
Claims (1)
1.一种雷达模拟干扰训练装置，其特征在于，该模拟干扰训练装置包括主控制器、雷达干扰信号注入电路、雷达角度转换电路、协处理器、雷达视频信号采样电路和网络通信模块；其中雷达干扰信号注入电路、协处理器、雷达角度转换电路与主控制器相连，雷达视频信号采样电路、网络通信模块与协处理器相连；
主控制器的内部ROM大于2K，具有两个以上定时中断源，具有与协处理器进行通信的串口，具有与雷达角度采集模块进行通信的8位并口和四个控制端口；
雷达干扰信号注入电路，处于主控制器和雷达之间，对雷达信号进行调幅和阻抗匹配，包括主抗匹配电路、放大电路和射随电路，其中射随电路所有输出端的二极管采用高频二极管；
雷达角度转换电路，完成雷达天线转角模拟信号到数字信号的转换，用于同步主控制器生成干扰信号的时机，同时与雷达视频数据一起封装成数据包发送出去，用于远端干扰效果监视；雷达天线转角与雷达显示器之间的同步采用同步电机完成，其转角为模拟信号，雷达工作期间没有数据转换过程；选取超小型自整角/旋转变压器-数字转换模块实现角度信号的实时读取，模块接收旋转变压器输出信号，经内部处理、计算后得到角度的数值，由并口输出给主控制器；
协处理器，完成对雷达视频信号的采集，采用单片机必须具有三个以上的AD转换端口，并且其中一个AD端口的转换速率在500K以上，具有不小于4K的内部ROM，不小于1K的内部RAM，具有SPI接口和控制IO口与网络模块相接，实现采集数据与以太网连接；
视频信号采样电路，包括阻抗匹配电路、电平转换电路和滤波电路；
网络通信模块，包括主控制器与协处理器通信、协处理器与以太网间的通信两个部分；主控制器与协处理器之间采用RS-232C异步串口实现；协处理器通过SPI接口与网络控制芯片相连；网络芯片将视频数据封装成以太网数据包之后，通过网络接口发送出去。
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| CN109493677A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-19 | 安徽中晨智联科技有限责任公司 | 一种雷达对抗侦察保障技能训练设备 |
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