雷達發射指令監測設備設計及實現范文

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摘要：為了提高雷達接收機的排故效率，簡化排故流程，快速定位故障原因，采用FPGA技術，結合雷達的微波接收機研制成功了雷達發射指令監測設備，將不同頻點的雷達發射指令通過串口打印出來。通過仿真試驗，驗證了設備的可靠性。該監測設備具有設計合理、結構緊湊、便于攜帶和使用、記錄準確等優點。

關鍵詞：FPGA；定位故障；監測設備

0引言

雷達指令制導的彈載接收機測試過程中發生指令解析故障的原因較多，可能是由于雷達發送指令的包數和內容錯誤引起的，也可能是由于彈載接收機的接收和處理電路故障引起的，造成排除故障占用時間較長，為了簡化排故流程，快速定位故障原因，需要監測雷達發射端指令編碼的發送包數和正確性。為此，采用FPGA技術，結合雷達的微波接收機研制成功了雷達發射指令監測設備，將不同頻點的雷達發射指令通過串口打印出來，通過軟件進行譯碼還原，可直觀顯示發射指令編碼的包數和編碼內容。

1監測設備總體設計

為了快速定位雷達接收機的故障，要求監測設備能通過RS232串口來實時顯示雷達發送指令[1]，并對指令進行解析，通過對監測系統分析，將系統分為以下幾個功能模塊：微波接收機功能：對雷達信號的接收，首先需要微波接收機，帶調制的微波信號送入微波接收機后，經限幅器、低噪聲放大器放大，本振根據頻點裝訂模塊送來的頻率代號將頻率跳轉到相應頻率，與輸入信號進行下變頻，帶通濾波器濾除掉帶外的干擾信號，檢波器再將信號檢至視頻信號，電壓比較器輸出LVTTL電平信號送打印模塊。微波接收機采用成熟的產品實現。檢波數據打印功能：對微波接收機發送過來的檢波數據進行串并轉換、存儲和串口發送。該功能通過邏輯實現。指令解析功能：對串口打印出的指令進行解碼、校驗、還原，直觀顯示發射指令編碼的包數和編碼內容。該功能通過軟件實現。頻點裝訂功能：通過串口將雷達頻率代號發送給微波接收機，調整接收機的本振頻率，實現不同頻率情況下的雷達指令接收。該功能通過邏輯實現。

2指令監測邏輯實現

指令監測邏輯由兩大部分構成：頻點裝訂部分和檢波數據打印部分，其中頻點裝訂部分由頻點接收模塊和頻點裝訂模塊構成，檢波數據打印部分由檢波數據接收模塊、檢波數據處理模塊和串口發送模塊構成。頻點接收模塊接收串口發送過來的頻點信息，將其轉換成并行數據，頻點裝訂模塊將并行的頻點信息按照微波接收機要求的格式發送出去，數據格式為0xaa0x55頻點頻點反碼0xaa0x55，檢波數據接收模塊將5MHz頻率的142bit檢波數據轉換成并行數據并以40MHz的頻率發送給檢波數據處理模塊，檢波數據處理模塊將142bit檢波數據存在存儲器中，再從存儲器中讀出檢波數據并將其中除了eb90字頭部分的其它數據段每隔7位補0，以方便串口每8位輸出，串口發送模塊將擴展后的檢波數據按照串口協議發送出去。每個模塊采用verilog語言實現。

3指令采樣與存儲器設計

指令監測邏輯實現有兩個關鍵的點，一是如何正確采樣檢波數據，二是輸出結果能否滿足實時性要求。由于受到外界干擾及傳輸功率的影響，信號的傳輸很能達到理想狀態，信號碼元可能變壞[2]，信號脈沖寬度在一定范圍內變化，以標準脈沖寬度200ns為例，接收到的脈沖寬度可能在180~220ns范圍內。為了保證檢波數據采樣的正確性，采取三個方面的措施。一是采用握手信號[3]，將指令的前16位設為字頭EB90，當接收端確認收到正確的字頭后，才開始接收后面的指令內容；二是采用線性分組碼、交織碼差錯控制技術，在信息碼元序列中加入監督碼元，以糾正并發現碼元差錯[2]，考慮到糾正的差錯位越多，碼距較大且代碼冗余度高，選用能糾正一個差錯，發現兩個差錯的漢明碼作為編碼方式，原代碼的碼長為4比特，附加糾錯編碼部分為3比特，合成后的糾錯碼為7比特，故“一個差錯”的情況共有7種，加上“正?！睜顟B共有八種狀態，3比特的附加糾錯碼能分辨這八種狀態，同時將最后的8比特原碼作為校驗碼，如表1所示。三是采用高速時鐘采樣檢波數據信號，并選擇在中間位置采樣[5]。

4功能仿真

功能仿真是驗證系統功能是否正確的重要手段，編寫完的代碼需要經過充分的功能仿真[5]，指令監測邏輯的功能仿真主要是驗證頻點裝訂和雷達指令打印功能。

5結語

采用FPGA技術，結合該型雷達的微波接收機研制的雷達指令監測儀，較好地滿足了雷達的監測需求，簡化了排故流程，能快速定位故障原因，提高了產品測試效率。該監測儀具有設計合理、結構緊湊、便于攜帶和使用、記錄準確等優點。

參考文獻：

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作者：操煒鼎；賈望屹；張博；馬躍 單位：中國電子科技集團公司第二十研究所