專(zhuān)利名稱(chēng)：一種雷達(dá)模擬干擾訓(xùn)練裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于偵察干擾技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種雷達(dá)模擬干擾訓(xùn)練裝置，具體地說(shuō)是涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程可控并且可監(jiān)視干擾效果的利用視頻注入技術(shù)實(shí)現(xiàn)的雷達(dá)模擬干擾
訓(xùn)練裝置。
背景技術(shù)：
目前的各種雷達(dá)模擬干擾訓(xùn)練裝置大體可以分為兩種一種是跟雷達(dá)基本類(lèi)似的干擾設(shè)備，具有信號(hào)產(chǎn)生器，調(diào)制系統(tǒng)，通過(guò)天線將干擾信號(hào)發(fā)射出去，在空域?qū)走_(dá)施加各種干擾；另一種是雷達(dá)回波信號(hào)模擬系統(tǒng)，通過(guò)接收雷達(dá)發(fā)射信號(hào)或生成相干基帶信號(hào)， 通過(guò)計(jì)算模擬目標(biāo)、干擾和環(huán)境信號(hào)，并以射頻或中頻形式注入到雷達(dá)接收系統(tǒng)。這些裝置一般都結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，干擾效果不理想，造價(jià)也比較高，而且無(wú)法在遠(yuǎn)端觀察干擾效果，不利于訓(xùn)練和考核。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述裝置的弊端，本發(fā)明提供一種全新的雷達(dá)模擬干擾訓(xùn)練裝置。該裝置不僅能實(shí)現(xiàn)雷達(dá)干擾功能，還能實(shí)時(shí)監(jiān)視雷達(dá)工作狀態(tài)和干擾效果，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便操作和便于攜帶。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是該模擬干擾訓(xùn)練裝置包括主控制器、雷達(dá)干擾信號(hào)注入電路、雷達(dá)角度轉(zhuǎn)換電路、 協(xié)處理器、雷達(dá)視頻信號(hào)采樣接口電路和網(wǎng)絡(luò)通信模塊。其中雷達(dá)信號(hào)注入電路、協(xié)處理器、雷達(dá)天線轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換電路與主控制器相連，雷達(dá)視頻信號(hào)采樣接口電路、網(wǎng)絡(luò)通信模塊與協(xié)處理器相連。主控制器，是整個(gè)裝置的核心功能單元，負(fù)責(zé)采集雷達(dá)天線轉(zhuǎn)角，接收遠(yuǎn)端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信模塊經(jīng)協(xié)處理器發(fā)送過(guò)來(lái)的命令和數(shù)據(jù)，產(chǎn)生相應(yīng)的干擾信號(hào)，通過(guò)雷達(dá)干擾信號(hào)注入電路完成信號(hào)的整形、放大和阻抗匹配后注入雷達(dá)，從而實(shí)現(xiàn)雷達(dá)干擾。干擾脈沖信號(hào)由主控制器內(nèi)部的定時(shí)器產(chǎn)生，主控制器根據(jù)干擾樣式、參數(shù)通過(guò)計(jì)算控制脈沖的幅度、寬度和上升沿時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)各種干擾，而干擾樣式由主控制器內(nèi)部代碼實(shí)現(xiàn)，其樣式的多少只與主控制器的存儲(chǔ)器容量有關(guān)。所以，選擇主控制器的內(nèi)部ROM必須大于I，要具有兩個(gè)以上定時(shí)中斷源，具有與協(xié)處理器進(jìn)行通信的串口，具有與雷達(dá)角度采集模塊進(jìn)行通信的8 位并口和四個(gè)控制端口，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)雷達(dá)角度采集模塊的操控、數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)。主控制器在電源、調(diào)試接口、晶振、復(fù)位等外圍電路的支持下進(jìn)行工作。雷達(dá)信號(hào)干擾注入電路，處于主控制器和雷達(dá)之間，主要作用是根據(jù)干擾參數(shù)調(diào)整干擾信號(hào)幅度和阻抗匹配。包括阻抗匹配電路、放大電路和射隨電路，其中射隨電路所有輸出端的二極管均采用高頻二極管。雷達(dá)天線角度采集電路，完成雷達(dá)天線轉(zhuǎn)角模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，用于同步主控制器生成干擾信號(hào)的時(shí)機(jī)，同時(shí)與雷達(dá)視頻數(shù)據(jù)一起封裝成數(shù)據(jù)包發(fā)送出去，用于遠(yuǎn)端干擾效果監(jiān)視。雷達(dá)天線轉(zhuǎn)角與雷達(dá)顯示器之間的同步采用同步電機(jī)完成，其轉(zhuǎn)角為模擬信號(hào)，雷達(dá)工作期間沒(méi)有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)程，又由于雷達(dá)操控期間，雷達(dá)天線為非勻角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)角由人工控制，隨意性大，要完成注入干擾信號(hào)與顯示信號(hào)同步，實(shí)時(shí)讀取天線轉(zhuǎn)動(dòng)角度是必須解決的難題。選取超小型自整角/旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)角度信號(hào)的實(shí)時(shí)讀取，模塊接收旋轉(zhuǎn)變壓器輸出信號(hào)，經(jīng)內(nèi)部處理、計(jì)算后得到角度的數(shù)值，由并口輸出給主控制器，該模塊轉(zhuǎn)換速度越快，干擾點(diǎn)注入的位置越精確，干擾效果越逼真。 協(xié)處理器，完成對(duì)雷達(dá)視頻信號(hào)、距顯信號(hào)、輝度信號(hào)及各種控制信號(hào)的采集，網(wǎng)絡(luò)通信模塊的控制及傳輸數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)。采用單片機(jī)必須具有三個(gè)以上的AD轉(zhuǎn)換端口，并且其中一個(gè)AD端口的轉(zhuǎn)換速率在500K以上，具有不小于4K的內(nèi)部ROM，不小于IK的內(nèi)部 RAM，具有SPI接口和控制IO 口與網(wǎng)絡(luò)模塊相接，實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)與以太網(wǎng)連接。 在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，采用了迭代計(jì)算方法。迭代計(jì)算方法，就是根據(jù)雷達(dá)信號(hào)每次發(fā)射脈沖間距為10ms，而光速往返450Km僅需要3ms這一特性，即在實(shí)際AD采集過(guò)程中，我們僅需要采集:3ms時(shí)間的數(shù)據(jù)，后面的7ms時(shí)間不用采集，這樣，我們把:3ms時(shí)間采集的數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)在單片機(jī)內(nèi)部RAM中，當(dāng)采集完成后，利用7ms時(shí)間再進(jìn)行整幀數(shù)據(jù)的合成，封包成以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議數(shù)據(jù)包，再利用CPU所有無(wú)中斷時(shí)間分時(shí)傳輸?shù)揭蕴W(wǎng)適配器中。 協(xié)處理器將采集到的雷達(dá)視頻數(shù)據(jù)與雷達(dá)天線轉(zhuǎn)角封裝成UDP數(shù)據(jù)包，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信模塊發(fā)送出去，同時(shí)接收和響應(yīng)遠(yuǎn)端發(fā)送過(guò)來(lái)雷達(dá)的命令和數(shù)據(jù)。視頻信號(hào)采樣接口電路，包括阻抗匹配電路、電平轉(zhuǎn)換電路和濾波電路。在雷達(dá)視頻信號(hào)采集中，由于原信號(hào)為疊加在-50V -150V的亮度電平上，且本身信號(hào)幅度僅在 0 5V之間，要實(shí)現(xiàn)精確采集，必須實(shí)現(xiàn)直流隔離，采用電容隔直后，利用高阻運(yùn)放做隔離耦合，再經(jīng)過(guò)射隨器回路驅(qū)動(dòng)，最后經(jīng)電阻分壓實(shí)現(xiàn)AD輸入端匹配。網(wǎng)絡(luò)通信模塊，包括主控制器與協(xié)處理器通信、協(xié)處理器與以太網(wǎng)間的通信兩個(gè)部分。主控制器與協(xié)處理器之間的通信主要為雷達(dá)角度數(shù)據(jù)、控制命令和干擾參數(shù)的傳遞，數(shù)據(jù)量不大，采用RS-232C異步串口實(shí)現(xiàn)；協(xié)處理器與以太網(wǎng)之間進(jìn)行的是實(shí)時(shí)的雷達(dá)視頻數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)量較大，必須采用具有高速數(shù)據(jù)接口的網(wǎng)絡(luò)芯片才能滿足系統(tǒng)需求。協(xié)處理器可以通過(guò)SPI接口與網(wǎng)絡(luò)控制芯片相連；網(wǎng)絡(luò)芯片將視頻數(shù)據(jù)封裝成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包之后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送出去，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。本發(fā)明的有益效果是克服了以往雷達(dá)訓(xùn)練裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，干擾效果無(wú)法遠(yuǎn)程監(jiān)控的缺點(diǎn)，其采用視頻注入技術(shù)使得干擾效果得到了很大的改善，實(shí)現(xiàn)了多種干擾樣式，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、操作方便、造價(jià)低廉、遠(yuǎn)程監(jiān)控，可以對(duì)干擾過(guò)程和效果進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)整，極大地方便訓(xùn)練和考核。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的雷達(dá)干擾信號(hào)注入電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)通信模塊的控制芯片結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)通信模塊的接口電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明的視頻信號(hào)采樣接口電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施例。實(shí)施例雷達(dá)天線角度采集電路本發(fā)明采用超小型自整角/旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)角度信號(hào)的實(shí)時(shí)讀取，模塊接收旋轉(zhuǎn)變壓器輸出信號(hào)，經(jīng)模塊內(nèi)部處理、計(jì)算后得到角度的數(shù)值，從模塊并口經(jīng)過(guò)接口匹配電路輸出給MCU單元，其轉(zhuǎn)換速率為lOKps，角度分辨率為10位，轉(zhuǎn)換精度達(dá)到8. 6秒，能夠滿足系統(tǒng)需求。雷達(dá)信號(hào)干擾注入單元處于主控制器和雷達(dá)之間，如圖2所示，網(wǎng)絡(luò)通信模塊本發(fā)明選用型號(hào)為EN(^8J60的網(wǎng)絡(luò)芯片，這是一個(gè)支持全雙工的兼容IEEE802. 3的以太網(wǎng)控制器，具有最高速率達(dá)lOMb/s的SPI接口，因此協(xié)處理器可以通過(guò)SPI接口與圖3所示的網(wǎng)絡(luò)芯片EN(^8J60相連；網(wǎng)絡(luò)芯片將視頻數(shù)據(jù)封裝成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包之后，通過(guò)圖4所示的以太網(wǎng)接口發(fā)送出去，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。視頻信號(hào)采樣接口電路本發(fā)明利用圖5所示的電路進(jìn)行回路驅(qū)動(dòng)和AD輸入端匹配。主控制器單元選用主控制器為ATmegaUS的單片機(jī)，它具有128K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程FLASH，4K字節(jié)的EEPROM，4K字節(jié)的內(nèi)部SRAM以及多達(dá)64K字節(jié)的優(yōu)化的外部存儲(chǔ)器空間，大多數(shù)指令可在一個(gè)周期內(nèi)完成，完全可以滿足系統(tǒng)需求。協(xié)處理器單元本發(fā)明采用型號(hào)為C8051F020的單片機(jī)內(nèi)部自帶的8位AD轉(zhuǎn)換器，其最高轉(zhuǎn)換速率為500ksps，為了將高速AD采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)揭蕴W(wǎng)，在數(shù)據(jù)傳輸前需要對(duì)采集的各類(lèi)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，即對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行以太網(wǎng)數(shù)據(jù)封包工作。由于單片機(jī)本身運(yùn)行速度限制，利用500K速率進(jìn)行AD采樣信號(hào)時(shí)，每個(gè)采樣值之間，CPU僅有2us時(shí)間進(jìn)行中斷處理工作。由于這段時(shí)間內(nèi)要完成開(kāi)關(guān)狀態(tài)、亮度狀態(tài)采集，還要將采集到的天線轉(zhuǎn)角信號(hào)經(jīng)通信回路得到，最后再把這些數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)TCP/IP形式封包，對(duì)于這些工作，利用單片機(jī)CPU的運(yùn)行速度，要在2us時(shí)間內(nèi)完成。為了解決這個(gè)問(wèn)題，在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，采用了迭代計(jì)算方法。很好地實(shí)現(xiàn)了協(xié)處理器和以太網(wǎng)上的控制指令及干擾參數(shù)， 轉(zhuǎn)發(fā)到主控制器，完成加擾遠(yuǎn)程控制工作。本發(fā)明按照各部分結(jié)構(gòu)示意圖繪制PCB，制板即可。
權(quán)利要求1. 一種雷達(dá)模擬干擾訓(xùn)練裝置，其特征在于，該模擬干擾訓(xùn)練裝置包括主控制器、雷達(dá)干擾信號(hào)注入電路、雷達(dá)角度轉(zhuǎn)換電路、協(xié)處理器、雷達(dá)視頻信號(hào)采樣電路和網(wǎng)絡(luò)通信模塊；其中雷達(dá)干擾信號(hào)注入電路、協(xié)處理器、雷達(dá)角度轉(zhuǎn)換電路與主控制器相連，雷達(dá)視頻信號(hào)采樣電路、網(wǎng)絡(luò)通信模塊與協(xié)處理器相連；主控制器的內(nèi)部ROM大于I，具有兩個(gè)以上定時(shí)中斷源，具有與協(xié)處理器進(jìn)行通信的串口，具有與雷達(dá)角度采集模塊進(jìn)行通信的8位并口和四個(gè)控制端口 ；雷達(dá)干擾信號(hào)注入電路，處于主控制器和雷達(dá)之間，對(duì)雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行調(diào)幅和阻抗匹配， 包括主抗匹配電路、放大電路和射隨電路，其中射隨電路所有輸出端的二極管采用高頻二極管；雷達(dá)角度轉(zhuǎn)換電路，完成雷達(dá)天線轉(zhuǎn)角模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，用于同步主控制器生成干擾信號(hào)的時(shí)機(jī)，同時(shí)與雷達(dá)視頻數(shù)據(jù)一起封裝成數(shù)據(jù)包發(fā)送出去，用于遠(yuǎn)端干擾效果監(jiān)視；雷達(dá)天線轉(zhuǎn)角與雷達(dá)顯示器之間的同步采用同步電機(jī)完成，其轉(zhuǎn)角為模擬信號(hào)， 雷達(dá)工作期間沒(méi)有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)程；選取超小型自整角/旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)角度信號(hào)的實(shí)時(shí)讀取，模塊接收旋轉(zhuǎn)變壓器輸出信號(hào)，經(jīng)內(nèi)部處理、計(jì)算后得到角度的數(shù)值， 由并口輸出給主控制器；協(xié)處理器，完成對(duì)雷達(dá)視頻信號(hào)的采集，采用單片機(jī)必須具有三個(gè)以上的AD轉(zhuǎn)換端口，并且其中一個(gè)AD端口的轉(zhuǎn)換速率在500K以上，具有不小于4K的內(nèi)部ROM，不小于IK的內(nèi)部RAM，具有SPI接口和控制IO 口與網(wǎng)絡(luò)模塊相接，實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)與以太網(wǎng)連接； 視頻信號(hào)采樣電路，包括阻抗匹配電路、電平轉(zhuǎn)換電路和濾波電路； 網(wǎng)絡(luò)通信模塊，包括主控制器與協(xié)處理器通信、協(xié)處理器與以太網(wǎng)間的通信兩個(gè)部分； 主控制器與協(xié)處理器之間采用RS-232C異步串口實(shí)現(xiàn)；協(xié)處理器通過(guò)SPI接口與網(wǎng)絡(luò)控制芯片相連；網(wǎng)絡(luò)芯片將視頻數(shù)據(jù)封裝成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包之后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送出去。
專(zhuān)利摘要一種雷達(dá)模擬干擾訓(xùn)練裝置，屬于通訊干擾技術(shù)領(lǐng)域。該模擬干擾訓(xùn)練裝置包括主控制器、雷達(dá)干擾信號(hào)注入電路、雷達(dá)角度轉(zhuǎn)換電路、協(xié)處理器、雷達(dá)視頻信號(hào)采樣電路和網(wǎng)絡(luò)通信模塊；其中雷達(dá)信號(hào)注入電路、協(xié)處理器、雷達(dá)天線轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換電路與主控制器相連，雷達(dá)視頻信號(hào)采樣電路、網(wǎng)絡(luò)通信模塊與協(xié)處理器相連。雷達(dá)信號(hào)干擾注入電路，包括主抗匹配電路、放大電路和射隨電路。協(xié)處理器，完成對(duì)雷達(dá)視頻信號(hào)的采集，在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，采用了迭代計(jì)算方法。網(wǎng)絡(luò)通信模塊，包括主控制器與協(xié)處理器通信、協(xié)處理器與以太網(wǎng)間的通信兩個(gè)部分。該雷達(dá)模擬干擾訓(xùn)練裝置實(shí)現(xiàn)雷達(dá)干擾功能，監(jiān)視雷達(dá)工作狀態(tài)和干擾效果，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便操作和攜帶。
文檔編號(hào)G06F19/00GK201974809SQ201120022669
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月24日
發(fā)明者傅冠華, 劉汝旺, 劉迎莉, 包含, 孫夢(mèng), 宋欣桐, 曹瑞君, 胡永春, 馬民順, 馬瑛迪 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍65049部隊(duì)