CN205176263U - 信号处理单元及船用导航雷达 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种信号处理单元及船用导航雷达，所述信号处理单元包括：用于对雷达接收机输出的雷达回波信号进行幅度调整、放大和AD转换后发送给第一处理器的回波信号调节模块；用于对第一处理器输出的触发脉冲信号进行缓冲处理和驱动处理后发送给所述雷达发射机的触发脉冲输出模块；用于对雷达发射机输出的船艏信号进行缓冲处理和AD转换处理后发送给第一处理器的船艏信号输入模块；用于对雷达发射机输出的天线方位信号进行缓冲处理、AD转换处理和锁相倍频处理后发送给第一处理器的方位信号输入模块；本实用新型具有丰富的接口，满足了提高性能、增加功能的需求，集成度高、尺寸小。

Description

信号处理单元及船用导航雷达

技术领域

本实用新型涉及船用导航雷达领域，具体而言，涉及一种信号处理单元及船用导航雷达。

背景技术

船用导航雷达是用于船舶航行中，避免船舶相互碰撞、以及船舶碰撞障碍物，进而造成人员财产损失的辅助设备；船用导航雷达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。随着科学技术的发展，现有船用导航雷达已经成为保障船舶航行安全的必备设备，国际海事组织对此有明确的规定，根据船舶等级，对雷达功能和性能给出了基本的要求。目前，我国在船用导航雷达领域相对落后，自主产品相对较少，功能相对单一，现有产品无法满足国际海事组织不断提高的雷达性能的要求，必须对现有船舶导航雷达的信号处理装置进行升级换代，以达到国际海事组织对雷达产品的要求。

发明内容

本实用新型针对以上问题的提出，而研制一种信号处理单元及船用导航雷达。

本实用新型的技术手段如下：

一种信号处理单元，所述信号处理单元包括用于输出触发脉冲信号、触发脉冲控制信号、雷达天线电机控制信号和调谐电压信号的第一处理器，所述信号处理单元还包括：

与雷达接收机相连接，用于对雷达接收机输出的雷达回波信号进行幅度调整、放大和AD转换后发送给第一处理器的回波信号调节模块；

与第一处理器和雷达发射机相连接，用于对第一处理器输出的触发脉冲信号进行缓冲处理和驱动处理后发送给所述雷达发射机的触发脉冲输出模块；

与雷达发射机和第一处理器相连接，用于对雷达发射机输出的船艏信号进行缓冲处理和AD转换处理后发送给第一处理器的船艏信号输入模块；

与雷达发射机和第一处理器相连接，用于对雷达发射机输出的天线方位信号进行缓冲处理、AD转换处理和锁相倍频处理后发送给第一处理器的方位信号输入模块；

与雷达天线电机和第一处理器相连接，用于对第一处理器输出的雷达天线电机控制信号进行缓冲处理和驱动处理后发送给雷达天线电机的天线电机信号输出模块；

与雷达发射机和第一处理器相连接，用于对第一处理器输出的触发脉冲控制信号进行缓冲处理和驱动处理后发送给雷达发射机的触发脉冲控制输出模块；

以及与第一处理器和雷达接收机相连接，用于对第一处理器输出的调谐电压信号进行放大处理后发送给雷达接收机的调谐电压输出模块；

另外，所述信号处理单元还包括：

与罗经相连接的第一接口模块；

通过GPS接收机连接全球定位系统的第二接口模块；

通过AIS接收机连接船舶自动识别系统的第三接口模块；

与计程仪相连接的第四接口模块；

以及与第一接口模块、第二接口模块、第三接口模块和第四接口模块相连接的第二处理器；

另外，所述信号处理单元还包括第三处理器；所述第二处理器将罗经经由第一接口模块传输过来的数据、GPS接收机经由第二接口模块传输过来的数据、AIS接收机经由第三接口模块传输过来的数据和计程仪经由第四接口模块传输过来的数据通过第三处理器传输给第一处理器；

另外，所述信号处理单元还包括与第一处理器和显示屏相连接的VGA显示模块；

另外，所述信号处理单元还包括用于给信号处理单元供电的电源模块；所述电源模块至少包括VCC电源、12V电源和3.3V电源；

进一步地，所述触发脉冲输出模块包括电阻R282、反相施密特触发器U40C、电阻R298、NPN三极管Q18、电阻R280、电阻R281、电阻R288、电容C297、电阻R277、电阻R278、电阻R279、NPN三极管Q16、PNP三极管Q17、电阻R303、电阻R304、电阻R305、电容C298、电阻R294、电阻R295、二极管D16和二极管D17；所述反相施密特触发器U40C的输入端接收第一处理器输出的触发脉冲信号，并通过电阻282连接3.3V电源正极；所述反相施密特触发器U40C的输出端经由电阻R298连接NPN三极管Q18的基极；所述NPN三极管Q18的发射极接地；所述NPN三极管Q18的集电极通过相互并联的电阻R280和电阻R281与12V电源正极相连接，并通过相互并联的电阻R288和电容C297连接PNP三极管Q17基极和NPN三极管Q16基极；所述NPN三极管Q16的集电极通过相互并联的电阻R277、电阻R278和电阻R279连接12V电源正极；所述PNP三极管Q17的集电极通过相互并联的电阻R303、电阻R304和电阻R305接地；所述NPN三极管Q16的发射极与PNP三极管Q17的发射极、二极管D16的阳极、二极管D17的阴极、以及雷达发射机相连接；所述PNP三极管Q17的集电极还通过相互并联的电容C298、电阻R294和电阻R295接地；二极管D16的阴极连接12V电源正极；二极管D17的阳极接地；

进一步地，

所述船艏信号输入模块包括二极管D15、电阻R283、电容295、电阻285、反相施密特触发器U40A、电阻286、电阻R290、NPN三极管Q15和电阻R276；所述二极管D15阴极接收雷达发射机输出的船艏信号，所述二极管D15阳极通过电阻R283连接VCC电源正极，通过电容295接地，并通过电阻285连接反相施密特触发器U40A输入端；所述反相施密特触发器U40A输出端经过电阻286连接NPN三极管Q15基极；所述NPN三极管Q15基极通过电阻R290接地；所述NPN三极管Q15集电极通过电阻R276连接3.3V电源正极；

所述方位信号输入模块包括电阻R306、电阻R310、NPN三极管Q20、电阻R297、电阻R299、电容C300、电阻R300、反相施密特触发器U40B、电阻R301、电阻R309、NPN三极管Q19、电阻R296、锁相环器U27、电容C305、电阻R331、电阻R332、电阻R333、电阻R325和电容C306；所述电阻R306一端接收雷达发射机输出的天线方位信号，另一端连接NPN三极管Q20基极，以及通过电阻R310接地；所述NPN三极管Q20集电极通过电阻R297连接VCC电源正极，并通过串联的电阻R299和电阻R300连接反相施密特触发器U40B的输入端；所述NPN三极管Q20集电极发射极接地；电阻R299和电阻R300的串接点通过电容C300接地；反相施密特触发器U40B的输出端通过电阻R301连接NPN三极管Q19基极，所述NPN三极管Q19基极通过电阻R309接地；所述NPN三极管Q19集电极与锁相环器U27的引脚SIG_in相连接，并通过电阻R296连接3.3V电源正极；所述NPN三极管Q19发射极接地；所述锁相环器U27的引脚C1A通过电容C305连接引脚C1B；所述锁相环器U27的引脚PC2_out通过电阻R325连接引脚VCO_in；所述锁相环器U27的引脚R2通过电阻R333接地；所述锁相环器U27的引脚R1通过电阻R332接地；所述锁相环器U27的引脚DEM_out通过电阻R331接地；所述锁相环器U27的引脚VCO_in通过电容C306接地；所述锁相环器U27的引脚COM_Pin、引脚VCO_out和引脚INH均与第一处理器相连接；

进一步地，

所述天线电机信号输出模块包括电阻R339、反相施密特触发器U40F、电阻R342、NPN三极管Q24、二极管D19和二极管D21；所述反相施密特触发器U40F的输入端接收第一处理器输出的雷达天线电机控制信号，并通过电阻R339连接3.3V电源正极；所述反相施密特触发器U40F的输出端经由电阻R342连接NPN三极管Q24基极；所述NPN三极管Q24集电极连接二极管D19阳极、二极管D21阴极、12V电源正极、以及雷达天线电机；所述NPN三极管Q24发射极和所述二极管D21阳极接地；所述二极管D19阴极连接12V电源正极；

所述触发脉冲控制输出模块包括电阻R318、电阻R326、反相施密特触发器U40D、反相施密特触发器U40E、电阻R321、电阻R330、NPN三极管Q21、NPN三极管Q22、电阻R315、电阻R316、电阻R323、电阻R324、共阴极双二极管D18、共阳极双二极管D20；所述反相施密特触发器U40D的输入端和所述反相施密特触发器U40E的输入端接收第一处理器输出的触发脉冲控制信号；所述反相施密特触发器U40D的输入端经由电阻R318接地，所述反相施密特触发器U40D的输出端经由电阻R321连接NPN三极管Q21基极；所述反相施密特触发器U40E的输入端经由电阻R326接地，所述反相施密特触发器U40E的输出端经由电阻R330连接NPN三极管Q21基极；所述NPN三极管Q21的集电极通过相互并联的电阻R315和电阻R316连接12V电源正极；所述NPN三极管Q22的集电极通过相互并联的电阻R323和电阻R324连接12V电源正极；所述NPN三极管Q21的集电极还连接共阴极双二极管D18的其中一阳极、共阳极双二极管D20的其中一阴极、以及雷达天线电机；所述NPN三极管Q22的集电极还连接共阴极双二极管D18的另一阳极、共阳极双二极管D20的另一阴极、以及雷达天线电机；所述共阴极双二极管D18的阴极连接12V电源正极；所述共阳极双二极管D20的阳极接地；

所述调谐电压输出模块包括电阻R319、电阻R322、电容C304、电阻R320、电容C303、电阻R317、电阻R329、电阻R327、电阻R328、运算放大器U42B；所述电阻R319一端接收第一处理器输出的调谐电压信号，另一端经由电阻R320连接运算放大器U42B反相输入端；电阻R319和电阻R320的相接点通过相互并联的电阻R322和电容C304接地；所述运算放大器U42B的反相输入端通过相互并联的电容C303和电阻R317与所述运算放大器U42B的输出端相连接；所述运算放大器U42B的同相输入端通过电阻R328接地，并通过串联的电阻R327和电阻R329连接3.3V电源正极；所述运算放大器U42B的输出端连接雷达接收机；

进一步地，

所述第一接口模块包括：电阻R68、光耦合器U14、二极管CR1、电阻R45、穿心电容C27和穿心电容C29；所述光耦合器U14的引脚Vo与第二处理器相连接，并通过电阻R68连接3.3V电源正极；所述光耦合器U14的引脚AN经过串联的电阻R45和穿心电容C27连接所述罗经；所述光耦合器U14的引脚CN经过穿心电容C29连接所述罗经；所述二极管CR1阴极连接所述光耦合器U14的引脚AN，阳极连接所述光耦合器U14的引脚CN；

所述第二接口模块包括：电阻R70、光耦合器U21、二极管CR2、电阻R46、穿心电容C53和穿心电容C89；所述光耦合器U21的引脚Vo与第二处理器相连接，并通过电阻R70连接3.3V电源正极；所述光耦合器U21的引脚AN经过串联的电阻R46和穿心电容C53连接所述GPS接收机；所述光耦合器U21的引脚CN经过穿心电容C89连接所述GPS接收机；所述二极管CR2阴极连接所述光耦合器U21的引脚AN，阳极连接所述光耦合器U21的引脚CN；

所述第三接口模块包括：电阻R73、光耦合器U25、二极管CR3、电阻R49、穿心电容C101和穿心电容C109；所述光耦合器U25的引脚Vo与第二处理器相连接，并通过电阻R73连接3.3V电源正极；所述光耦合器U25的引脚AN经过串联的电阻R49和穿心电容C101连接所述AIS接收机；所述光耦合器U25的引脚CN经过穿心电容C109连接所述AIS接收机；所述二极管CR3阴极连接所述光耦合器U25的引脚AN，阳极连接所述光耦合器U25的引脚CN；

所述第四接口模块包括：电阻R74、光耦合器U26、二极管CR4、电阻R51、穿心电容C113和穿心电容C132；所述光耦合器U26的引脚Vo与第二处理器相连接，并通过电阻R74连接3.3V电源正极；所述光耦合器U26的引脚AN经过串联的电阻R51和穿心电容C113连接所述计程仪；所述光耦合器U26的引脚CN经过穿心电容C132连接所述计程仪；所述二极管CR4阴极连接所述光耦合器U26的引脚AN，阳极连接所述光耦合器U26的引脚CN。

一种船用导航雷达，包括上述任一项所述的信号处理单元。

由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的信号处理单元及船用导航雷达，所述信号处理单元具有丰富的接口，满足了提高性能、增加功能的需求，集成度高、尺寸小，适于嵌入到紧凑的空间，如小型船舶狭小的驾驶舱；本实用新型能够达到国际海事组织对雷达产品的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型所述信号处理单元的结构框图；

图2是本实用新型所述回波信号调节模块的电路原理图；

图3A是本实用新型所述触发脉冲输出模块的电路原理图；

图3B是本实用新型所述船艏信号输入模块的电路原理图；

图3C是本实用新型所述方位信号输入模块的电路原理图；

图4A是本实用新型所述天线电机信号输出模块和触发脉冲控制输出模块的电路原理图；

图4B是本实用新型所述调谐电压输出模块的电路原理图；

图5是本实用新型所述第一接口模块、第二接口模块、第三接口模块和第四接口模块的电路原理图；

图6是本实用新型所述VGA显示模块的电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、图3A、图3B、图3C、图4A、图4B和图5所示的一种信号处理单元，所述信号处理单元包括用于输出触发脉冲信号、触发脉冲控制信号、雷达天线电机控制信号和调谐电压信号的第一处理器，所述信号处理单元还包括：与雷达接收机相连接，用于对雷达接收机输出的雷达回波信号进行幅度调整、放大和AD转换后发送给第一处理器的回波信号调节模块；与第一处理器和雷达发射机相连接，用于对第一处理器输出的触发脉冲信号进行缓冲处理和驱动处理后发送给所述雷达发射机的触发脉冲输出模块；与雷达发射机和第一处理器相连接，用于对雷达发射机输出的船艏信号进行缓冲处理和AD转换处理后发送给第一处理器的船艏信号输入模块；与雷达发射机和第一处理器相连接，用于对雷达发射机输出的天线方位信号进行缓冲处理、AD转换处理和锁相倍频处理后发送给第一处理器的方位信号输入模块；与雷达天线电机和第一处理器相连接，用于对第一处理器输出的雷达天线电机控制信号进行缓冲处理和驱动处理后发送给雷达天线电机的天线电机信号输出模块；与雷达发射机和第一处理器相连接，用于对第一处理器输出的触发脉冲控制信号进行缓冲处理和驱动处理后发送给雷达发射机的触发脉冲控制输出模块；以及与第一处理器和雷达接收机相连接，用于对第一处理器输出的调谐电压信号进行放大处理后发送给雷达接收机的调谐电压输出模块；另外，所述信号处理单元还包括：与罗经相连接的第一接口模块；通过GPS接收机连接全球定位系统的第二接口模块；通过AIS接收机连接船舶自动识别系统的第三接口模块；与计程仪相连接的第四接口模块；以及与第一接口模块、第二接口模块、第三接口模块和第四接口模块相连接的第二处理器；另外，所述信号处理单元还包括第三处理器；所述第二处理器将罗经经由第一接口模块传输过来的数据、GPS接收机经由第二接口模块传输过来的数据、AIS接收机经由第三接口模块传输过来的数据和计程仪经由第四接口模块传输过来的数据通过第三处理器传输给第一处理器；另外，所述信号处理单元还包括与第一处理器和显示屏相连接的VGA显示模块；另外，所述信号处理单元还包括用于给信号处理单元供电的电源模块；所述电源模块至少包括VCC电源、12V电源和3.3V电源；进一步地，所述触发脉冲输出模块包括电阻R282、反相施密特触发器U40C、电阻R298、NPN三极管Q18、电阻R280、电阻R281、电阻R288、电容C297、电阻R277、电阻R278、电阻R279、NPN三极管Q16、PNP三极管Q17、电阻R303、电阻R304、电阻R305、电容C298、电阻R294、电阻R295、二极管D16和二极管D17；所述反相施密特触发器U40C的输入端接收第一处理器输出的触发脉冲信号，并通过电阻282连接3.3V电源正极；所述反相施密特触发器U40C的输出端经由电阻R298连接NPN三极管Q18的基极；所述NPN三极管Q18的发射极接地；所述NPN三极管Q18的集电极通过相互并联的电阻R280和电阻R281与12V电源正极相连接，并通过相互并联的电阻R288和电容C297连接PNP三极管Q17基极和NPN三极管Q16基极；所述NPN三极管Q16的集电极通过相互并联的电阻R277、电阻R278和电阻R279连接12V电源正极；所述PNP三极管Q17的集电极通过相互并联的电阻R303、电阻R304和电阻R305接地；所述NPN三极管Q16的发射极与PNP三极管Q17的发射极、二极管D16的阳极、二极管D17的阴极、以及雷达发射机相连接；所述PNP三极管Q17的集电极还通过相互并联的电容C298、电阻R294和电阻R295接地；二极管D16的阴极连接12V电源正极；二极管D17的阳极接地；进一步地，所述船艏信号输入模块包括二极管D15、电阻R283、电容295、电阻285、反相施密特触发器U40A、电阻286、电阻R290、NPN三极管Q15和电阻R276；所述二极管D15阴极接收雷达发射机输出的船艏信号，所述二极管D15阳极通过电阻R283连接VCC电源正极，通过电容295接地，并通过电阻285连接反相施密特触发器U40A输入端；所述反相施密特触发器U40A输出端经过电阻286连接NPN三极管Q15基极；所述NPN三极管Q15基极通过电阻R290接地；所述NPN三极管Q15集电极通过电阻R276连接3.3V电源正极；所述方位信号输入模块包括电阻R306、电阻R310、NPN三极管Q20、电阻R297、电阻R299、电容C300、电阻R300、反相施密特触发器U40B、电阻R301、电阻R309、NPN三极管Q19、电阻R296、锁相环器U27、电容C305、电阻R331、电阻R332、电阻R333、电阻R325和电容C306；所述电阻R306一端接收雷达发射机输出的天线方位信号，另一端连接NPN三极管Q20基极，以及通过电阻R310接地；所述NPN三极管Q20集电极通过电阻R297连接VCC电源正极，并通过串联的电阻R299和电阻R300连接反相施密特触发器U40B的输入端；所述NPN三极管Q20集电极发射极接地；电阻R299和电阻R300的串接点通过电容C300接地；反相施密特触发器U40B的输出端通过电阻R301连接NPN三极管Q19基极，所述NPN三极管Q19基极通过电阻R309接地；所述NPN三极管Q19集电极与锁相环器U27的引脚SIG_in相连接，并通过电阻R296连接3.3V电源正极；所述NPN三极管Q19发射极接地；所述锁相环器U27的引脚C1A通过电容C305连接引脚C1B；所述锁相环器U27的引脚PC2_out通过电阻R325连接引脚VCO_in；所述锁相环器U27的引脚R2通过电阻R333接地；所述锁相环器U27的引脚R1通过电阻R332接地；所述锁相环器U27的引脚DEM_out通过电阻R331接地；所述锁相环器U27的引脚VCO_in通过电容C306接地；所述锁相环器U27的引脚COM_Pin、引脚VCO_out和引脚INH均与第一处理器相连接；进一步地，所述天线电机信号输出模块包括电阻R339、反相施密特触发器U40F、电阻R342、NPN三极管Q24、二极管D19和二极管D21；所述反相施密特触发器U40F的输入端接收第一处理器输出的雷达天线电机控制信号，并通过电阻R339连接3.3V电源正极；所述反相施密特触发器U40F的输出端经由电阻R342连接NPN三极管Q24基极；所述NPN三极管Q24集电极连接二极管D19阳极、二极管D21阴极、12V电源正极、以及雷达天线电机；所述NPN三极管Q24发射极和所述二极管D21阳极接地；所述二极管D19阴极连接12V电源正极；所述触发脉冲控制输出模块包括电阻R318、电阻R326、反相施密特触发器U40D、反相施密特触发器U40E、电阻R321、电阻R330、NPN三极管Q21、NPN三极管Q22、电阻R315、电阻R316、电阻R323、电阻R324、共阴极双二极管D18、共阳极双二极管D20；所述反相施密特触发器U40D的输入端和所述反相施密特触发器U40E的输入端接收第一处理器输出的触发脉冲控制信号；所述反相施密特触发器U40D的输入端经由电阻R318接地，所述反相施密特触发器U40D的输出端经由电阻R321连接NPN三极管Q21基极；所述反相施密特触发器U40E的输入端经由电阻R326接地，所述反相施密特触发器U40E的输出端经由电阻R330连接NPN三极管Q21基极；所述NPN三极管Q21的集电极通过相互并联的电阻R315和电阻R316连接12V电源正极；所述NPN三极管Q22的集电极通过相互并联的电阻R323和电阻R324连接12V电源正极；所述NPN三极管Q21的集电极还连接共阴极双二极管D18的其中一阳极、共阳极双二极管D20的其中一阴极、以及雷达天线电机；所述NPN三极管Q22的集电极还连接共阴极双二极管D18的另一阳极、共阳极双二极管D20的另一阴极、以及雷达天线电机；所述共阴极双二极管D18的阴极连接12V电源正极；所述共阳极双二极管D20的阳极接地；所述调谐电压输出模块包括电阻R319、电阻R322、电容C304、电阻R320、电容C303、电阻R317、电阻R329、电阻R327、电阻R328、运算放大器U42B；所述电阻R319一端接收第一处理器输出的调谐电压信号，另一端经由电阻R320连接运算放大器U42B反相输入端；电阻R319和电阻R320的相接点通过相互并联的电阻R322和电容C304接地；所述运算放大器U42B的反相输入端通过相互并联的电容C303和电阻R317与所述运算放大器U42B的输出端相连接；所述运算放大器U42B的同相输入端通过电阻R328接地，并通过串联的电阻R327和电阻R329连接3.3V电源正极；所述运算放大器U42B的输出端连接雷达接收机；进一步地，所述第一接口模块包括：电阻R68、光耦合器U14、二极管CR1、电阻R45、穿心电容C27和穿心电容C29；所述光耦合器U14的引脚Vo与第二处理器相连接，并通过电阻R68连接3.3V电源正极；所述光耦合器U14的引脚AN经过串联的电阻R45和穿心电容C27连接所述罗经；所述光耦合器U14的引脚CN经过穿心电容C29连接所述罗经；所述二极管CR1阴极连接所述光耦合器U14的引脚AN，阳极连接所述光耦合器U14的引脚CN；所述第二接口模块包括：电阻R70、光耦合器U21、二极管CR2、电阻R46、穿心电容C53和穿心电容C89；所述光耦合器U21的引脚Vo与第二处理器相连接，并通过电阻R70连接3.3V电源正极；所述光耦合器U21的引脚AN经过串联的电阻R46和穿心电容C53连接所述GPS接收机；所述光耦合器U21的引脚CN经过穿心电容C89连接所述GPS接收机；所述二极管CR2阴极连接所述光耦合器U21的引脚AN，阳极连接所述光耦合器U21的引脚CN；所述第三接口模块包括：电阻R73、光耦合器U25、二极管CR3、电阻R49、穿心电容C101和穿心电容C109；所述光耦合器U25的引脚Vo与第二处理器相连接，并通过电阻R73连接3.3V电源正极；所述光耦合器U25的引脚AN经过串联的电阻R49和穿心电容C101连接所述AIS接收机；所述光耦合器U25的引脚CN经过穿心电容C109连接所述AIS接收机；所述二极管CR3阴极连接所述光耦合器U25的引脚AN，阳极连接所述光耦合器U25的引脚CN；所述第四接口模块包括：电阻R74、光耦合器U26、二极管CR4、电阻R51、穿心电容C113和穿心电容C132；所述光耦合器U26的引脚Vo与第二处理器相连接，并通过电阻R74连接3.3V电源正极；所述光耦合器U26的引脚AN经过串联的电阻R51和穿心电容C113连接所述计程仪；所述光耦合器U26的引脚CN经过穿心电容C132连接所述计程仪；所述二极管CR4阴极连接所述光耦合器U26的引脚AN，阳极连接所述光耦合器U26的引脚CN。

一种船用导航雷达，包括上述任一项所述的信号处理单元。

本实用新型所述第三处理器还连接有键盘；所述第一处理器采用FPGA，具体采用XC6SLX100T芯片；所述第三处理器采用S3C2416WWP芯片；所述第二处理器采用MK10DX256VLQ芯片；所述电源模块还包括1.8V电源、1.5V电源、1.3V电源和1.2V电源；锁相环器U27采用MC74HC4046芯片；所述锁相环器U27的引脚VCC通过电容C302接地；罗经输出的船舶航向数据经过第一接口模块传输给信号处理单元；GPS接收机输出的船舶位置信息经过第二接口模块传输给信号处理单元；AIS接收机输出的船位、船速、航向等数据经过第三接口模块传输给信号处理单元；计程仪输出的船舶航程数据、船速数据等经过第四接口模块传输给信号处理单元；所述VGA显示模块将第一处理器输出的数据驱动显示屏进行显示，第一处理器输出的数据包括雷达图像，图6示出了本实用新型所述VGA显示模块的电路原理图，其中的网络标号DVI_D0_N、DVI_D0_P、DVI_D1_N、DVI_D1_P、DVI_D2_N、DVI_D2_P、DVI_CLK_P、DVI_CLK_N、DVI_XCLK*、DVI_XCLK、DVI_CONN_HPDET、DVI_CONN_HSYNC、DVI_CONN_VSYNC、DVI_CONN_RED、DVI_CONN_GREEN和DVI_CONN_BLUE连接显示屏的DVI接口；反相施密特触发器U40A、U40B、U40C、U40D、U40E、U40F、采用MC74HC14AD芯片；所述二极管D15、二极管D16、二极管D17、二极管D19、二极管D21、二极管CR1、二极管CR2、二极管CR3和二极管CR4采用共阳极双二极管BAW56的其中一二极管；穿心电容C27、C29、C53、C89、C101、C109、C113、C132的接地引线与地连接；锁相环器U27采用MC74HC4046芯片；运算放大器U42B采用MC33072芯片；光耦合器U14、U21、U25、U26采用PC400芯片；所述雷达天线电机控制信号用于控制雷达天线电机是否旋转，尤其是在初始化过程中控制天线电机停止；所述触发脉冲控制信号用于对触发脉冲信号的脉冲宽度进行控制和调整。

图2示出了本实用新型所述回波信号调节模块的电路原理图，如图2所示，所述回波信号调节模块具体包括：用于对雷达回波信号进行幅度调整的幅度调整电路、用于对进行幅度调整后的雷达回波信号进行倒相放大的倒相放大电路、连接倒相放大电路的射极跟随缓冲电路、连接射极跟随缓冲电路的差分放大电路、以及连接差分放大电路的AD转换电路；所述AD转换电路与第一处理器相连接，用于将雷达回波数字信号输出给第一处理器；所述幅度调整电路与第三处理器相连接；所述倒相放大电路连接幅度调整电路。另外，随着智能处理技术和微处理器的发展，通过各种微处理器如单片机实现数据中转和传输已经作为现有技术广泛被应用。本实用新型提供的信号处理单元及船用导航雷达，所述信号处理单元提供了丰富的接口，满足了提高性能、增加功能的需求，集成度高、尺寸小，适于嵌入到紧凑的空间，如小型船舶狭小的驾驶舱；本实用新型能够达到国际海事组织对雷达产品的要求。

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发明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 (10)

1.一种信号处理单元，所述信号处理单元包括用于输出触发脉冲信号、触发脉冲控制信号、雷达天线电机控制信号和调谐电压信号的第一处理器，其特征在于所述信号处理单元还包括：

与雷达接收机相连接，用于对雷达接收机输出的雷达回波信号进行幅度调整、放大和AD转换后发送给第一处理器的回波信号调节模块；

与第一处理器和雷达发射机相连接，用于对第一处理器输出的触发脉冲信号进行缓冲处理和驱动处理后发送给所述雷达发射机的触发脉冲输出模块；

与雷达发射机和第一处理器相连接，用于对雷达发射机输出的船艏信号进行缓冲处理和AD转换处理后发送给第一处理器的船艏信号输入模块；

与雷达发射机和第一处理器相连接，用于对雷达发射机输出的天线方位信号进行缓冲处理、AD转换处理和锁相倍频处理后发送给第一处理器的方位信号输入模块；

与雷达天线电机和第一处理器相连接，用于对第一处理器输出的雷达天线电机控制信号进行缓冲处理和驱动处理后发送给雷达天线电机的天线电机信号输出模块；

与雷达发射机和第一处理器相连接，用于对第一处理器输出的触发脉冲控制信号进行缓冲处理和驱动处理后发送给雷达发射机的触发脉冲控制输出模块；

以及与第一处理器和雷达接收机相连接，用于对第一处理器输出的调谐电压信号进行放大处理后发送给雷达接收机的调谐电压输出模块。

2.根据权利要求1所述的信号处理单元，其特征在于所述信号处理单元还包括：

与罗经相连接的第一接口模块；

通过GPS接收机连接全球定位系统的第二接口模块；

通过AIS接收机连接船舶自动识别系统的第三接口模块；

与计程仪相连接的第四接口模块；

以及与第一接口模块、第二接口模块、第三接口模块和第四接口模块相连接的第二处理器。

3.根据权利要求2所述的信号处理单元，其特征在于所述信号处理单元还包括第三处理器；所述第二处理器将罗经经由第一接口模块传输过来的数据、GPS接收机经由第二接口模块传输过来的数据、AIS接收机经由第三接口模块传输过来的数据和计程仪经由第四接口模块传输过来的数据通过第三处理器传输给第一处理器。

4.根据权利要求3所述的信号处理单元，其特征在于所述信号处理单元还包括与第一处理器和显示屏相连接的VGA显示模块。

5.根据权利要求4所述的信号处理单元，其特征在于所述信号处理单元还包括用于给信号处理单元供电的电源模块；所述电源模块至少包括VCC电源、12V电源和3.3V电源。

6.根据权利要求5所述的信号处理单元，其特征在于所述触发脉冲输出模块包括电阻R282、反相施密特触发器U40C、电阻R298、NPN三极管Q18、电阻R280、电阻R281、电阻R288、电容C297、电阻R277、电阻R278、电阻R279、NPN三极管Q16、PNP三极管Q17、电阻R303、电阻R304、电阻R305、电容C298、电阻R294、电阻R295、二极管D16和二极管D17；所述反相施密特触发器U40C的输入端接收第一处理器输出的触发脉冲信号，并通过电阻282连接3.3V电源正极；所述反相施密特触发器U40C的输出端经由电阻R298连接NPN三极管Q18的基极；所述NPN三极管Q18的发射极接地；所述NPN三极管Q18的集电极通过相互并联的电阻R280和电阻R281与12V电源正极相连接，并通过相互并联的电阻R288和电容C297连接PNP三极管Q17基极和NPN三极管Q16基极；所述NPN三极管Q16的集电极通过相互并联的电阻R277、电阻R278和电阻R279连接12V电源正极；所述PNP三极管Q17的集电极通过相互并联的电阻R303、电阻R304和电阻R305接地；所述NPN三极管Q16的发射极与PNP三极管Q17的发射极、二极管D16的阳极、二极管D17的阴极、以及雷达发射机相连接；所述PNP三极管Q17的集电极还通过相互并联的电容C298、电阻R294和电阻R295接地；二极管D16的阴极连接12V电源正极；二极管D17的阳极接地。

7.根据权利要求5所述的信号处理单元，其特征在于，

所述船艏信号输入模块包括二极管D15、电阻R283、电容295、电阻285、反相施密特触发器U40A、电阻286、电阻R290、NPN三极管Q15和电阻R276；所述二极管D15阴极接收雷达发射机输出的船艏信号，所述二极管D15阳极通过电阻R283连接VCC电源正极，通过电容295接地，并通过电阻285连接反相施密特触发器U40A输入端；所述反相施密特触发器U40A输出端经过电阻286连接NPN三极管Q15基极；所述NPN三极管Q15基极通过电阻R290接地；所述NPN三极管Q15集电极通过电阻R276连接3.3V电源正极；

所述方位信号输入模块包括电阻R306、电阻R310、NPN三极管Q20、电阻R297、电阻R299、电容C300、电阻R300、反相施密特触发器U40B、电阻R301、电阻R309、NPN三极管Q19、电阻R296、锁相环器U27、电容C305、电阻R331、电阻R332、电阻R333、电阻R325和电容C306；所述电阻R306一端接收雷达发射机输出的天线方位信号，另一端连接NPN三极管Q20基极，以及通过电阻R310接地；所述NPN三极管Q20集电极通过电阻R297连接VCC电源正极，并通过串联的电阻R299和电阻R300连接反相施密特触发器U40B的输入端；所述NPN三极管Q20集电极发射极接地；电阻R299和电阻R300的串接点通过电容C300接地；反相施密特触发器U40B的输出端通过电阻R301连接NPN三极管Q19基极，所述NPN三极管Q19基极通过电阻R309接地；所述NPN三极管Q19集电极与锁相环器U27的引脚SIG_in相连接，并通过电阻R296连接3.3V电源正极；所述NPN三极管Q19发射极接地；所述锁相环器U27的引脚C1A通过电容C305连接引脚C1B；所述锁相环器U27的引脚PC2_out通过电阻R325连接引脚VCO_in；所述锁相环器U27的引脚R2通过电阻R333接地；所述锁相环器U27的引脚R1通过电阻R332接地；所述锁相环器U27的引脚DEM_out通过电阻R331接地；所述锁相环器U27的引脚VCO_in通过电容C306接地；所述锁相环器U27的引脚COM_Pin、引脚VCO_out和引脚INH均与第一处理器相连接。

8.根据权利要求5所述的信号处理单元，其特征在于，

所述天线电机信号输出模块包括电阻R339、反相施密特触发器U40F、电阻R342、NPN三极管Q24、二极管D19和二极管D21；所述反相施密特触发器U40F的输入端接收第一处理器输出的雷达天线电机控制信号，并通过电阻R339连接3.3V电源正极；所述反相施密特触发器U40F的输出端经由电阻R342连接NPN三极管Q24基极；所述NPN三极管Q24集电极连接二极管D19阳极、二极管D21阴极、12V电源正极、以及雷达天线电机；所述NPN三极管Q24发射极和所述二极管D21阳极接地；所述二极管D19阴极连接12V电源正极；

所述触发脉冲控制输出模块包括电阻R318、电阻R326、反相施密特触发器U40D、反相施密特触发器U40E、电阻R321、电阻R330、NPN三极管Q21、NPN三极管Q22、电阻R315、电阻R316、电阻R323、电阻R324、共阴极双二极管D18、共阳极双二极管D20；所述反相施密特触发器U40D的输入端和所述反相施密特触发器U40E的输入端接收第一处理器输出的触发脉冲控制信号；所述反相施密特触发器U40D的输入端经由电阻R318接地，所述反相施密特触发器U40D的输出端经由电阻R321连接NPN三极管Q21基极；所述反相施密特触发器U40E的输入端经由电阻R326接地，所述反相施密特触发器U40E的输出端经由电阻R330连接NPN三极管Q21基极；所述NPN三极管Q21的集电极通过相互并联的电阻R315和电阻R316连接12V电源正极；所述NPN三极管Q22的集电极通过相互并联的电阻R323和电阻R324连接12V电源正极；所述NPN三极管Q21的集电极还连接共阴极双二极管D18的其中一阳极、共阳极双二极管D20的其中一阴极、以及雷达天线电机；所述NPN三极管Q22的集电极还连接共阴极双二极管D18的另一阳极、共阳极双二极管D20的另一阴极、以及雷达天线电机；所述共阴极双二极管D18的阴极连接12V电源正极；所述共阳极双二极管D20的阳极接地；

所述调谐电压输出模块包括电阻R319、电阻R322、电容C304、电阻R320、电容C303、电阻R317、电阻R329、电阻R327、电阻R328、运算放大器U42B；所述电阻R319一端接收第一处理器输出的调谐电压信号，另一端经由电阻R320连接运算放大器U42B反相输入端；电阻R319和电阻R320的相接点通过相互并联的电阻R322和电容C304接地；所述运算放大器U42B的反相输入端通过相互并联的电容C303和电阻R317与所述运算放大器U42B的输出端相连接；所述运算放大器U42B的同相输入端通过电阻R328接地，并通过串联的电阻R327和电阻R329连接3.3V电源正极；所述运算放大器U42B的输出端连接雷达接收机。

9.根据权利要求5所述的信号处理单元，其特征在于，

所述第一接口模块包括：电阻R68、光耦合器U14、二极管CR1、电阻R45、穿心电容C27和穿心电容C29；所述光耦合器U14的引脚Vo与第二处理器相连接，并通过电阻R68连接3.3V电源正极；所述光耦合器U14的引脚AN经过串联的电阻R45和穿心电容C27连接所述罗经；所述光耦合器U14的引脚CN经过穿心电容C29连接所述罗经；所述二极管CR1阴极连接所述光耦合器U14的引脚AN，阳极连接所述光耦合器U14的引脚CN；

所述第二接口模块包括：电阻R70、光耦合器U21、二极管CR2、电阻R46、穿心电容C53和穿心电容C89；所述光耦合器U21的引脚Vo与第二处理器相连接，并通过电阻R70连接3.3V电源正极；所述光耦合器U21的引脚AN经过串联的电阻R46和穿心电容C53连接所述GPS接收机；所述光耦合器U21的引脚CN经过穿心电容C89连接所述GPS接收机；所述二极管CR2阴极连接所述光耦合器U21的引脚AN，阳极连接所述光耦合器U21的引脚CN；

所述第三接口模块包括：电阻R73、光耦合器U25、二极管CR3、电阻R49、穿心电容C101和穿心电容C109；所述光耦合器U25的引脚Vo与第二处理器相连接，并通过电阻R73连接3.3V电源正极；所述光耦合器U25的引脚AN经过串联的电阻R49和穿心电容C101连接所述AIS接收机；所述光耦合器U25的引脚CN经过穿心电容C109连接所述AIS接收机；所述二极管CR3阴极连接所述光耦合器U25的引脚AN，阳极连接所述光耦合器U25的引脚CN；

所述第四接口模块包括：电阻R74、光耦合器U26、二极管CR4、电阻R51、穿心电容C113和穿心电容C132；所述光耦合器U26的引脚Vo与第二处理器相连接，并通过电阻R74连接3.3V电源正极；所述光耦合器U26的引脚AN经过串联的电阻R51和穿心电容C113连接所述计程仪；所述光耦合器U26的引脚CN经过穿心电容C132连接所述计程仪；所述二极管CR4阴极连接所述光耦合器U26的引脚AN，阳极连接所述光耦合器U26的引脚CN。

10.一种船用导航雷达，其特征在于所述船用导航雷达包括权利要求1至9任一项所述的信号处理单元。