专利名称：区域可控雷达信号频带压缩处理器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于雷达信号记录和传输处理装置领域。
在对宽带的雷达信号进行记录、传输过程中，需对雷达信号进行带宽的压缩和恢复处理。在许多应用场合，所处理的雷达信号包括了大量无用的雷达覆盖区域(如陆地区域)，这势必要影响有效处理区域的处理效果，使可实现的最大压比和处理距离的矛盾难以解决。现有的非相参脉冲体制雷达信号的频带压缩主要是利用CCD或RAM器件存贮雷达信号，并通过改变信号存贮时的读、写速率实现的。信号处理范围从零距离开始，信号处理的时钟和压比是固定不变的。信号频带可压缩的倍数取决于雷达脉冲重复周期与所需处理的雷达信号的距离范围之比。这样，对于处理信号的距离范围，信号频带的压比就受到-定的限制。因此，目前用于雷达信号记录与传输的雷达信号处理器(或称雷达信号复用设备MUX/DMUX)，由于对雷达信号的处理是由零距离开始的，对于远距离的目标回波信号或对于大带宽的雷达信号就很难被通用电视传输设备传输或被普通家用录像机记录。
本实用新型的目的是克服上述雷达信号频带压缩设备的缺点。区域可控雷达信号频带压缩处理器采用了区域设置，通过对处理区域的预置，将频带处理范围集中于所关心的雷达覆盖区域；采用了压比自适应控制，实现了频带压比的自动调整，保证了以最大可实现的频带压比对雷达信号进行频带压缩，有效地解决了信号频带压缩倍数与雷达脉冲重复周期和信号处理范围间的矛盾。对于窄脉冲(大带宽)雷达信号，在远距离的处理区域上，能够比已有技术得到更大的频带压缩比，从而，可在通用电视信号传输设备上或记录设备上，在雷达的全部探测区域上对所关心的区域实现高质量的信号选择性传输和记录。同时，由于采用了区域选择和控制，去除了不需要的雷达回波信号，压缩了传输、记录以及数据处理的容量。本实用新型还根据脉冲重复周期、脉冲宽度和预置的处理区域范围，进行压比的自适应控制和时钟频率的自适应选择，从而保证在实现传输和记录所需要的频带前提下，获得最大的处理范围。此外，本实用新型的雷达信号输入输出接口可实现与多种岸、船雷达相配接；RS232标准的串行接口可与微机或电子海图信息系统相连接，实现雷达参数和记录与传输区域的自动设置。
本实用新型的技术解决方案为区域可控雷达信号频带压缩处理器是由箱体〔III〕，前面板〔I〕，后盖板〔II〕及装在箱体内若干块带有电子线路及电子元器件的插板所组成，具有雷达信号输入接口电路〔A6〕，组合视频输出接口电路〔A7〕。频带压缩处理器具有频带压缩自适应控制器〔A1〕，波门产生器〔A2〕产生各种波门，时钟产生器〔A3〕，产生各种控制时钟，频带压缩电路〔A4〕，信道码产生电路〔A5〕，区域控制和雷达参数设置器〔A8〕及方位信号处理器〔A9〕，见附图3。在箱体〔III〕内插板〔3-1〕，〔3-2〕上装有信道码产生电路〔A5〕，方位信号处理器〔A9〕，插板〔3-3〕，〔3-4〕上装有频带压缩自适应控制器〔A1〕，插板〔3-5〕上装有波门和时钟产生器〔A2〕，〔A3〕，插板〔3-6〕上装频带压缩电路〔A4〕，插板〔3-7〕为测试板箱体中右侧面装有电源〔3-8〕，见附
图1。电路板〔3-10〕装有区域控制和雷达参数设置〔A8〕，它与前面板〔I〕上数据预置码盘〔1-3〕相连接。前面板〔I〕上装有时间显示器〔1-1〕，时间预置和校准键〔1-2〕，数据预置码盘〔1-3〕，见附图2。
频带压缩电路〔A4〕具有雷达视频信号A/D转换器〔A4-1〕视频数据存贮器〔A4-2〕、〔A4-3〕，地址产生器〔A4-4〕，数据选通器〔A4-5〕、〔A4-7〕，〔A4-8〕，D/A转换器及组合视频产生器〔A4-6〕组成，A/D，D/A转换器采用KSV3110芯片，见附图5。
频带压比自适应控制器〔A1〕是由单片机数据处理和控制器〔A1-1〕，同步脉冲周期检测器〔A1-2〕，数据存贮器〔A1-3〕，数据缓冲器〔A1-4〕，〔A1-5〕组成，见附图4，单片机数据处理和控制器〔A1-1〕是由单片机，程序存贮器和雷达参数预置数据存贮器EEPROM组成，见附图4、7。
雷达信号如雷达的方位信号a2，同步信号b2，视频信号c2经雷达输入接口电路〔A6〕进行幅度、极性和阻抗匹配处理后输入，其中，方位信号a2经方位信号处理器〔A9〕编码后送信道码产生器〔A5〕；同步脉冲b2经隔离放大处理后为信号f2，它一路被送〔A1〕中的脉冲重复周期检测器〔A1-2〕，另一路送入波门产生器〔A3〕；雷达视频信号c2经隔离放大处理后为g2，送入频带压缩和组合视频产生器〔A4〕，在波门和时钟的控制下完成对雷达视频信号的频带压缩。
1.雷达信号频带压缩处理中压比的自适应控制电路对于不同脉冲重复频率F有不同的脉冲宽度，可以针对不同的脉宽采用不同的压比，以保证获得最大的信号传输和记录范围的要求。同步脉冲周期检测电路〔A1-2〕是由同步脉冲作清零和计数控制，计数时钟频率为2MHZ，重复周期T检测精度为0.5μs。通过〔A1-2〕检测出当前雷达脉冲重复周期T或重复频率F，送入压比自适应控制器〔A1-1〕，〔A1-1〕中的单片机从接口〔A1-4〕读取由区域控制和雷达参数设置器〔A8〕输入的数据，数据包括雷达脉冲重复周期F，脉冲宽度τ，设置的雷达信号处理区域Rmax、Rmin、Bmax、Bmin，并满足信号传输与记录带宽要求的信号带宽为B0，则依据如下关系计算压比，信号量化时钟频率fs≥2B(取 )压比N≥No， ；处理距离 其中 B0——满足信号传输和记录带宽要求的信号带宽C——电波传播速度(M/μs)TD——数据所占时间(μs)tain——处理区域的最小距离所对应的时延(μs)Rpmax——可实现的处理的最大区域(M)F和τ之间的关系由前面板人工置入。
〔A1-1〕根据F、τ的关系及τ与信号带宽的关系以及B0确定自适应压比N0并根据Rmax和Rmin进一步确定压比Ni和信号量化时钟编码CODECK，保证以最小的压比和最低的量化时钟频率，实现最大距离范围的信号频带压缩处理。
2.处理区域的设置设希望处理的最大径向距离为Rmax，最小为Rmin当｜Rmax-Rmin｜≤Rmax时；信号处理范围小于所能实现处理的最大区域的径向距离R0max，可实现更大比例的信号频带压缩。而当｜Rmax-Rmin｜＞Rpmax时，则相应减小压比N，这一判别和计算由〔A1-1〕完成。
处理区域的预置可以用两种方式进行(1)对固定形状的区域预置是通过前面板〔I〕上的数据码盘〔1-3〕而设置的，可设定最大，最小方位Bmax、Bmin，最大、最小距离Rmax，Rmin，这个码盘与〔A8〕连接，所以也是脉冲重复频率F和脉冲宽度τ的输入器(2)任意形状的区域设置，可通过RS232接口直接在微机(或电子海图显示器)上设置。所需数据经串行接口送信号处理器的压比自适应控制器〔A1-1〕，它将把这些数据按方位由小到大的顺序存入数据存贮器〔A1-3〕，〔A1-1〕与雷达天线方位同步地将这些数据取出，控制信号的频带压缩处理。
3.雷达信号的频带压缩处理电路频带压缩处理电路〔A4〕在控制波门信号和时钟信号的控制下在〔A4-1〕中实现对雷达视频信号的快速A/D转换。慢速的D/A转换在〔A4-6〕中进行，从而实现频带压缩。来自雷达输入接口电路〔A6〕的视频信号和来自信道码产生电路〔A5〕的信道码d4，来自时钟产生电路〔A3〕的A/D和D/A转换的时钟K〔2-1〕，K〔2-2〕，来自波门产生电路〔A2〕的控制波门j〔2-1〕，j〔2-3〕，进入〔A4〕中的A/D、D/A转换器KSV3110，〔A4〕在波门和时钟控制下完成对雷达视频信号的压缩，压缩后的视频信号与信道码d4合成产生组合视频信号I2经组合视频信号输出接口〔A7〕输出，送入传输信号设备或记录设备，见附图5、6。
本实用新型可根据雷达脉冲重复周期和处理区域间距离自动选取频带压缩倍数，确保以最适当的压比对雷达信号进行处理，频带压缩倍数大，可实现用普通家用录相机高质量地记录雷达信号和占用比电视信号窄的带宽传输雷达信号，雷达信号的区域设置可用设备面板硬设置和计算机设置两种方式设置，改变雷达信号的处理区域，从而可实现对远区目标的高质量记录和传输。可一机多用兼作雷达信号的有线或无线传输和记录的信号合成与分离设备。设备成本低，功能强、效益高，记录时间长。
附图1是区域可控雷达信号频带压缩处理器结构装配图附图2是频带压缩处理器前面板构造图附图3是频带压缩处理器的电路构成框图附图4是压比自适应控制电路〔A1〕构成框图附图5是频带压缩电路〔A4〕构成框图附图6是频带压缩电路〔A4〕电子线路原理图附图7是压比自适应控制电路〔A1〕电子线路原理图下面是本实用新型的一个实施例，结合附图详细说明其细节。
区域可控雷达信号频带压缩处理器〔A〕实现雷达信号的频带压缩和信号合成处理。压比自适应控制器〔A1〕中的单片机〔A1-1〕经接口〔A1-4〕读取由控制区域预置器〔A8〕输入的F、τ、Rmax、Rmin、Bmax和Bmin，数据脉冲重复周期检测器〔A1-2〕检测出脉冲重复周期T并将此值送〔A1-1〕，〔A1-1〕根据这些参数计算出满足传输和记录带宽要求的压比N0和对应的最大处理距离R0max，及不同压比Ni所对应的最大处理距离Rimax。这些压比控制参数经编码接口电路〔A1-5〕分别送到波门产生器〔A2〕和时钟产生器〔A3〕。同时，〔A1-1〕也将压比N和处理区域起始距离Rmin经〔A1-5〕编码送信道码编码器〔A5〕。〔A1-1〕可将通过串行接口输入的区域数据存入数据存贮器〔A1-3〕供随时计算用。雷达的方位、同步和视频信号(a2、b3、c2)经雷达输入接口电路〔A6〕进行幅度极性和阻抗匹配处理后输入，其中，同步脉冲经处理(f2)一路送〔A1〕中脉冲重复周期检测器〔A1-2〕，另一路送波门产生器〔A2〕；方位信号经方位编码器〔A9〕编码后送信道码产生器〔A5〕；雷达视频信号送频带压缩和组合视频产生器〔A4〕，〔A4〕在波门和时钟的控制下完成对雷达视频信号的频带压缩以及将由〔A5〕来的信道码与频带压缩后的视频信号相混合，产生组合雷达视频信号(I2)。此组合雷达视频信号经组合视频接口电路〔A7〕输出。
本实例能够实现雷达视频信号最大压缩倍数为八，实现压缩后的雷达视频带宽在2.5MHZ以下，压比可手动改变或自适应控制。
权利要求1.一种区域可控雷达信号频带压缩处理器是由箱体〔III〕、前面板〔I〕、后盖板〔II〕及装在箱体中的若干块带有电子线路和电子元器件的插板所组成，具有雷达信号输入接口电路〔A6〕和组合视频输出接口电路〔A7〕，其特征是频带压缩处理器具有频带压缩自适应控制器〔A1〕，波门产生器〔A2〕，时钟产生器〔A3〕，频带压缩电路〔A4〕，信道码产生电路〔A5〕，区域控制和雷达参数设置器〔A8〕及方位信号处理器〔A9〕，箱体〔III〕内插板〔3-1〕、〔3-2〕上装有信道码产生电路〔A5〕，方位信号处理器〔A9〕，插板〔3-3〕、〔3-4〕上装有频道压缩自适应控制器〔A1〕，插板〔3-5〕上装有波门和时钟产生器〔A2〕、〔A3〕，插板〔3-6〕上装有频带压缩电路〔A4〕，插板〔3-7〕为测试板，电路板〔3-10〕上装有区域控制和雷达参数设置器〔A8〕，并与前面板〔I〕上的数据预置码盘〔1-3〕相连接，箱体中右侧面装有电源〔3-8〕，前面板〔I〕上装有时间显示器〔1-1〕，时间预置和校准键〔1-2〕，数据预置码盘〔1-3〕。
2.如权利要求1所述的区域可控雷达信号频带压缩处理器，其特征是频带压缩电路〔A4〕具有雷达视频信号A/D转换器〔A4-1〕，视频数据存贮器〔A4-2〕、〔A4-3〕，地址产生器〔A4-4〕，数据选通器〔A4-5〕，〔A4-7〕、〔A4-8〕，D/A转换器及组合视频产生器〔A4-6〕组成。
3.如权利要求1或2所述的区域可控雷达信号频带压缩处理器，其特征是频带压比自适应控制器〔A1〕是由单片机数据处理和控制器〔A1-1〕，同步脉冲周期检测器〔A1-2〕，数据存贮器〔A1-3〕，数据缓冲器〔A1-4〕、〔A1-5〕组成。
4.如权利要求3所述的区域可控雷达信号频带压缩处理器，其特征是单片机数据处理和控制器〔A1-1〕是由单片机，程序存贮器和雷达参数预置数据存贮器EEPROM组成。
专利摘要一种区域可控雷达信号频带压缩处理器属雷达信号记录传输处理装置领域，由箱体及装在箱体中的若干块带有电子线路和电子元器件的插板组成，它具有频带压缩自适应控制器和频带压缩等电路。频带压缩倍数大，具有信号处理区域控制功能。可实现用普通家用录相机高质量地记录雷达信号和占用比电视信号窄的带宽传输雷达信号、可一机多用、设备成本低、效益高、记录时间长。
文档编号G01S7/02GK2253483SQ9622512
公开日1997年4月30日 申请日期1996年1月13日 优先权日1996年1月13日
发明者柳晓鸣, 索继东, 刘人杰, 张润泽, 房少军, 金红 申请人:大连海事大学