CN203732717U - 一种用于小型船用导航雷达的海浪杂波抑制单元 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于小型船用导航雷达的海浪杂波抑制单元，具有：匹配缓冲电路、A/D转换芯片、FPGA芯片和处理器；所述的匹配缓冲电路包括：与外部电路连接的隔直电容、进行阻抗匹配的三个电阻、对电流进行幅度调整的电位器，输出的电流经由PNP晶体管倒相放大和PNP晶体管II缓冲，输入一双二极管对信号进行箝位，确定信号的底电平；得到的信号输入一差分运算放大器，对信号进行放大并转换为差分信号并将该信号传输至所述的A/D转换芯片进行转换。采用简单的匹配和缓冲电路以及A/D变换器，取代复杂的阻容网络，使信号系统的结构得到简化，体积减少，适于嵌入到紧凑的空间，如小型船舶狭小的驾驶舱；本实用新型技术成熟，成本低廉，适于推广。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种船用导航雷达的海浪杂波控制单元，涉及专利分类号H04电通信技术H04B传输H04B1/00不包含在H04B3/00至H04B13/00单个组中的传输系统的部件；不以所使用的传输媒介为特征区分的传输系统的部件H04B1/38收发两用机，即发射机和接收机形成一个结构整体，并且其中至少有一部分用作发射和接收功能的装置H04B1/40电路。
背景技术
船用导航雷达是用于船舶航行中，避免相互碰撞以及碰撞障碍物而造成人员财产损失的辅助设备。它能够在能见度很差的情况下，如夜间、雾天，以雷达图像的形式为船舶驾驶者提供周围的环境情况信息，使船舶避开碰撞危险，确保航行安全。现行的船用导航雷达主要采用脉冲调制体制，这种雷达对近距离海浪杂波的干扰没有彻底消除的办法，只能采取措施，减轻杂波的影响；基本的方法是采用阻容网络的充放电过程形成多段控制曲线，去控制放大器的增益，以减轻海浪杂波的影响；为了尽可能适应海浪情况的变化，有的采用多组阻容网络，在使用时根据海浪的情况切换电路，以适应各种情况。这些方法原理简单，能减轻海浪杂波的干扰，但对不同海浪情况的适应性和控制的准确性还是比较差的，而且电路相对复杂，为保证曲线的特性，生产过程中的调试麻烦，对操作者的技术水平要求较高。
实用新型内容
本实用新型是针对以上问题的提出，而研制的一种用于小型船用导航雷达的海浪杂波抑制单元，具有：通过电缆与外部设备连接的匹配缓冲电路、与该匹配缓冲电路连接，将雷达回波信号转换为电信号的A/D转换芯片、对数字信号进行采集缓存的FPGA芯片和处理器；其特征在于：
所述的匹配缓冲电路包括：与外部电路连接的隔直电容、进行阻抗匹配的三个电阻、对电流进行幅度调整的电位器，输出的电流经由PNP晶体管倒相放大和PNP晶体管II缓冲，输入一双二极管对信号进行箝位，确定信号的底电平；得到的信号输入一差分运算放大器，对信号进行放大并转换为差分信号并将该信号传输至所述的A/D转换芯片进行转换。
所述的匹配缓冲电路中还包括一数字电位器，该数字电位器的引脚与所述处理器的I/O引脚相连，接收处理器指令，调整自身输出的信号幅度，最终使所述的差分运算放大器输出的差分信号的幅度落在A/D转换器中。
还具有一作为2.5V电压基准芯片的并联稳压器，与所述的双二极管共同确定所述的直流底电平。
具有电源系统，为单元提供5V，-5V，3.3V、1.8V、1.3V和1.2V的电压。
所述的所述的A/D变换器采用AD9215芯片；FPGA采用XC6SLX100T芯片；处理器采用S3C2416芯片。
由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的一种用于小型船用导航雷达的海浪杂波抑制单元，采用简单的匹配和缓冲电路以及A/D变换器，取代复杂的阻容网络，使信号系统的结构得到简化，体积减少，适于嵌入到紧凑的空间，如小型船舶狭小的驾驶舱；本实用新型技术成熟，成本低廉，适于推广。
附图说明
为了更清楚的说明本实用新型的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的模块示意图
图2为本实用新型的缓冲匹配电路的电路图
图3为本实用新型的A/D变换器和相应的FPGA的电路图
具体实施方式
为使本实用新型的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：
如图1-2所示一种用于小型船用导航雷达的海浪杂波抑制单元，主要包括：通过电缆与外部设备连接的匹配缓冲电路、与该匹配缓冲电路连接，将雷达回波信号转换为电信号的A/D转换芯片、对数字信号进行采集缓存的FPGA芯片和处理器。
匹配缓冲电路主要包括：与外部电路连接的隔直电容C262、进行阻抗匹配的三个电阻，电阻R233、电阻R234和电阻R235，对电阻进行75Ω的阻抗匹配。
对电流进行幅度调整的电位器VR1，调整后输出的电流经由PNP晶体管Q6倒相放大和PNP晶体管IIQ50的缓冲，输入一双二极管D50对信号进行箝位，确定信号的底电平。
得到的信号输入一差分运算放大器U22（AD8132），对信号进行放大并转换为差分信号并将该信号传输至所述的A/D转换芯片进行转换。
进一步的，所述的匹配缓冲电路中还包括一数字电位器U23，该数字电位器U23的1、2、7脚与处理器的通用I/O引脚相连，接收处理器的指令，调整第5脚输出的信号幅度，最终保证，最终使差分运放U22（AD8132）输出的差分信号幅度落在A/D转换器（AD9215）的输入范围内，实现了自动信号幅度调整，能够对不同收发机的个体差异和由电缆长度不同所造成的输入信号的幅度变化进行补偿。
更进一步的，还具有一作为2.5V电压基准芯片的并联稳压器U1，与所述的双二极管D50与由D50构成的箝位电路共同确定差分放大器输出信号中的直流底电平。
考虑到本实用新型采用的设备需要多种电源，作为一个较佳的实施方式，还具有+5V，-5V，3.3V、1.5V、1.3V、1.2V电源，分别为FPGA、处理器、A/D变换器等提供电源。
所述的A/D变换器为AD9215，能够对雷达信号进行10bit、100MHz真实、高速的采样。所述的FPGA芯片为XC6SLX100T，其部内进行数字信号的缓存、处理。所述的的处理器为S3C2416，将操作命令编码发给FPGA，决定控制曲线的生成。
如图3所示：图中U24（AD9215）的第2脚为时钟输入，来自FPGA，该时钟是A/D变换器的采样时钟，最高97MHz；第29、30脚，是A/D的输入端，缓冲驱动电路输出的差分信号接到这两脚，在采样时钟的作用下，变成10bit数字信号，D0～D9输出到FPGA的I/O引脚上；由FPGA内部的逻辑完成后续的处理过程。第25、26脚用于确定A/D输入信号的有效范围，本电路选用内部的电压基准来确定该范围，因此只直接了滤波电容，滤除干扰、噪声；电路中的第23脚（SENSE）通过外部选用R257或R255，确定第25、26脚输入信号的范围是±1V或±0.5V。第24脚（VREF）只接了滤波电容，选用内部电压基准作为信号量化的参考基准，并滤除噪声、干扰。第22脚（模式），设为0V，工作在二进制偏移编码方式，时钟周期稳定功能关闭；设为3.3V的1/3，工作在二进制偏移编码方式，时钟周期稳定功能开启；设为3.3V的2/3，工作在二进制补码编码方式，时钟周期稳定功能开启；设为3.3V，工作在二进制补码编码方式，时钟周期稳定功能关闭。通过对工作方式的设定，可以使AD9215适应更多的输入信号范围和更多的数据处理方法。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于小型船用导航雷达的海浪杂波抑制单元，具有：通过电缆与外部设备连接的匹配缓冲电路、与该匹配缓冲电路连接，将雷达回波信号转换为电信号的A/D转换芯片、对数字信号进行采集缓存的FPGA芯片和处理器；其特征在于：
所述的匹配缓冲电路包括：与外部电路连接的隔直电容、进行阻抗匹配的三个电阻、对电流进行幅度调整的电位器，输出的电流经由PNP晶体管倒相放大和PNP晶体管II缓冲，输入一双二极管对信号进行箝位，确定信号的底电平；得到的信号输入一差分运算放大器，对信号进行放大并转换为差分信号并将该信号传输至所述的A/D转换芯片进行转换。
2.根据权利要求1所述的一种用于小型船用导航雷达的海浪杂波抑制单元，其特征还在于：
所述的匹配缓冲电路中还包括一数字电位器，该数字电位器的引脚与所述处理器的I/O引脚相连，接收处理器指令，调整自身输出的信号幅度，最终使所述的差分运算放大器输出的差分信号的幅度落在A/D转换器中。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于小型船用导航雷达的海浪杂波抑制单元，其特征还在于：还具有一作为2.5V电压基准芯片的并联稳压器，与所述的双二极管共同确定所述的直流底电平。
4.根据权利要求1所述的一种用于小型船用导航雷达的海浪杂波抑制单元，其特征还在于具有电源系统，为单元提供5V，-5V，3.3V、1.8V、1.3V和1.2V的电压。
5.根据权利要求1所述的一种用于小型船用导航雷达的海浪杂波抑制单元，其特征还在于所述的所述的A/D变换器采用AD9215芯片；FPGA采用XC6SLX100T芯片；处理器采用S3C2416芯片。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN105093188A (zh) * | 2015-08-24 | 2015-11-25 | 中国科学院电子学研究所 | 基于子孔径图像的sar海洋图像中海浪杂波抑制方法 |
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2014
- 2014-03-24 CN CN201420134788.0U patent/CN203732717U/zh not_active Expired - Lifetime
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Date of cancellation: 20231009 Granted publication date: 20140723 Pledgee: China Merchants Bank Co.,Ltd. Dalian Branch Pledgor: DALIAN LIAONING RADIO SECOND FACTORY ELECTRICAL APPLIANCES CO.,LTD. Registration number: Y2022210000111 |
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