CN214954079U - 一种雷达标定系统信号产生装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种雷达标定系统信号产生装置，包括信号采集模块、时钟管理模块、信号发生模块、数据处理模块与数据接口模块。本实用新型将接收到的雷达中频信号经过数字化、调制、延迟和重发，产生完全相关的所需特性的虚拟目标信号；以低成本的方式获取可靠的高质量气象雷达数据；具备便携性、通用性、可升级性。
Description
技术领域
本实用新型涉及雷达技术领域，尤其涉及一种雷达标定系统信号产生装置。
背景技术
在现有的气象雷达测试系统中，主要通过系统自身的标定系统对雷达信号实现实时在线性能测试和反馈，保证雷达系统探测准确性。
现有技术一：将外部信号源接入雷达接收机前端，控制信号源输出连续波信号，调整信号源输出功率与频率，进行雷达强度标定、速度标定等。
现有技术一的缺点有：需通过射频线缆连接外部信号源与雷达接收机；外部信号源体积大、重量重、价格昂贵、功能单一。
现有技术二：雷达内部产生的激励信号经由开关输入至接收机前端，调节机内衰减器与激励信号初始相位得到不同强度与速度特征的中频回波信号，完成对雷达系统的标定。
现有技术二的缺点有：信号链路不包括天馈系统，无法进行包含天馈系统的标定；标定模式固定。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种雷达标定系统信号产生装置，包括信号采集模块、时钟管理模块、信号发生模块、数据处理模块与数据接口模块；信号采集模块用于中频信号数据采集；信号发生模块用于中频激励信号输出；信号采集模块、信号发生模块、数据接口模块分别与数据处理模块相连；时钟管理模块与信号采集模块、信号发生模块、数据处理模块相连。
优选的，所述信号采集模块包括至少两个高速单通道ADC。
优选的，所述高速单通道ADC为高速模数转换芯片AD9446。
优选的，所述信号发生模块为高速双通道DAC。
优选的，所述高速双通道DAC为十六位双通道DAC芯片AD9787。
优选的，所述数据处理模块为FPGA模块。
优选的，所述SFP光纤接口、TTL电平接口与RS422电平接口；SFP光纤接口用于IQ数据的传输；TTL电平接口与RS422电平接口用于状态参数和控制命令的收发。
本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：
本实用新型的有益效果在于：
1.提供一种全新的雷达标定信号产生装置，支持更灵活的雷达标定方式；
2.配置通用接口，具备较强的通用性；
3.满足性能要求的前提下，实现低成本的解决方案。
本实用新型将接收到的雷达中频信号经过数字化、调制、延迟和重发，产生完全相关的所需特性的虚拟目标信号；以低成本的方式获取可靠的高质量气象雷达数据；具备便携性、通用性、可升级性。
附图说明
图1是本实用新型的系统框图；
图2是一种雷达标定系统信号产生装置组成框图
图3是时钟管理模块的电路图；
图4是信号发生模块的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
如图1所示，本实用新型一种雷达标定系统信号产生装置，包括信号采集模块、时钟管理模块、信号发生模块、数据处理模块与数据接口模块；信号采集模块用于中频信号数据采集；信号发生模块用于中频激励信号输出；信号采集模块、信号发生模块、数据接口模块分别与数据处理模块相连；时钟管理模块与信号采集模块、信号发生模块、数据处理模块相连。
优选的，所述信号采集模块包括至少两个高速单通道ADC。
优选的，所述高速单通道ADC为高速模数转换芯片AD9446。
优选的，所述信号发生模块为高速双通道DAC。
优选的，所述高速双通道DAC为十六位双通道DAC芯片AD9787。
优选的，所述数据处理模块为FPGA模块。
优选的，所述SFP光纤接口、TTL电平接口与RS422电平接口；SFP光纤接口用于IQ数据的传输；TTL电平接口与RS422电平接口用于状态参数和控制命令的收发。
如附图2所示，信号采集模块为2片高速单通道ADC，信号发生模块为1片高速双通道DAC，可同时完成双通道中频信号数据采集和双通道中频激励信号输出。时钟管理模块将输入的高频时钟进行分频后分别供ADC采集、DAC处理和FPGA处理使用。上述模块能够集成于一块数字板卡上。
数据处理模块采用的FPGA模块为XC7A200T，该FPGA模块在高带宽应用下具备出色的收发器和信号处理功能。
数据接口模块包括SFP光纤接口、TTL电平接口和RS422电平接口。SFP光纤接口用于IQ数据的高速传输，理论最大传输速度可达1Gbps。TTL电平接口和RS422电平接口用于状态参数和控制命令的收发，可满足不同设计需求条件的要求。
信号采集模块采用ADI公司高速模数转换芯片AD9446，AD9446是一款16位单芯片模数转换器，内置跟踪保持电路，该芯片的采样速率高达100MSPS，具有较好的信噪比(SNR)。该ADC采用3.3V和5.0V电源供电及低压差分输入时钟信号，数据输出为LVDS兼容(ANSI-644)或CMOS兼容，且包括能降低短迹线所需总电流的方式。
输入中频信号经过差分转换后，进入高速模数转换芯片AD9446，该芯片将产生的数字信号直接输入到FPGA模块中进行处理。
如附图3所示时钟管理模块的电路图，采用AD9516-3芯片，由于系统时钟需求较多，同时在时钟设计过程中考虑系统同步等问题，将采样时钟设计在同一分频区域内，从而形成稳定的同相时钟，其余器件均采用同源时钟，保证整个系统的相参性。
如附图4所示，信号发生模块采用ADI公司的16位双通道DAC芯片AD9787，该芯片提供800MSPS采样速率，可以产生最高达奈奎斯特频率的多载波，并具有针对直接变频传输应用进行优化的特性，包括复合数字调制以及增益、相位与失调补偿。该芯片以1.8V和3.3V电源供电。
此外，根据应用需求，同时兼顾后续扩展和产品更新的考虑，本装置预留接口充足，且支持灵活配置输入输出接口。
数据接口指标：
(1)中频输入：2路，接口SMA；
(2)时钟输入：1路，接口SMA；
(3)模拟输出：2路，接口SMA；
(4)SFP光纤接口：1路；
(5)差分输入：8对，RS422电平；
(6)差分输出：20对，RS422电平；
(7)单端输入：支持最多24路，5V TTL电平；
(8)单端输出：支持最多40路，5V TTL电平。
本实用新型具有以下优点：
1.提供一种全新的雷达标定信号产生装置，支持更灵活的雷达标定方式；
2.配置通用接口，具备较强的通用性；
3.满足性能要求的前提下，实现低成本的解决方案。
同时，本实用新型将接收到的雷达中频信号经过数字化、调制、延迟和重发，产生完全相关的所需特性的虚拟目标信号；以低成本的方式获取可靠的高质量气象雷达数据；具备便携性、通用性、可升级性。
本实用新型的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本实用新型的技术方案做出的技术变形，均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种雷达标定系统信号产生装置，其特征在于，包括信号采集模块、时钟管理模块、信号发生模块、数据处理模块与数据接口模块；信号采集模块用于中频信号数据采集；信号发生模块用于中频激励信号输出；信号采集模块、信号发生模块、数据接口模块分别与数据处理模块相连；时钟管理模块与信号采集模块、信号发生模块、数据处理模块相连。
2.根据权利要求1所述一种雷达标定系统信号产生装置，其特征在于，所述信号采集模块包括至少两个高速单通道ADC。
3.根据权利要求2所述一种雷达标定系统信号产生装置，其特征在于，所述高速单通道ADC为高速模数转换芯片AD9446。
4.根据权利要求1所述一种雷达标定系统信号产生装置，其特征在于，所述信号发生模块为高速双通道DAC。
5.根据权利要求4所述一种雷达标定系统信号产生装置，其特征在于，所述高速双通道DAC为十六位双通道DAC芯片AD9787。
6.根据权利要求1所述一种雷达标定系统信号产生装置，其特征在于，所述数据处理模块为FPGA模块。
7.根据权利要求1所述一种雷达标定系统信号产生装置，其特征在于，所述SFP光纤接口、TTL电平接口与RS422电平接口；SFP光纤接口用于IQ数据的传输；TTL电平接口与RS422电平接口用于状态参数和控制命令的收发。
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|---|---|---|---|---|
| CN116299248A (zh) * | 2023-05-22 | 2023-06-23 | 成都远望科技有限责任公司 | 一种天气雷达信号处理器标定系统及标定方法 |
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| CN116299248B (zh) * | 2023-05-22 | 2023-08-08 | 成都远望科技有限责任公司 | 一种天气雷达信号处理器标定系统及标定方法 |
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