[发明专利]导航雷达的信号与数据处理终端

说明书

本发明公开了一种用于导航雷达的信号与数据处理的方法，及其应用该方法的导航雷达的信号与数据处理终端，涉及雷达系统领域，其技术要点是：终端接收来自雷达单元的同步信号、角度信号和回波信号；通过A/D采样器转化为数字信号,并送到可编程逻辑器件FPGA；可编程逻辑器件FPGA对收到的回波强度信息进行处理，进行异常处理并将处理完毕的信号与ARM处理器进行数据交互；ARM处理器对回波信号进行滤波处理，将信号进行显示，同时对雷达单元进行控制。通过FPGA与ARM结合的方式有效对回波进行信号与数据处理，降低了系统复杂度，系统集成度高，成本低，实现了系统的小型化，便于外场使用，且功能灵活，方便控制。

技术领域

本发明涉及雷达系统领域，尤其是一种导航雷达的信号与数据处理终端。

背景技术

雷达被广泛应用于国防军事、民航管制、地形测量、气象、航海等众多领域。在航海方面，安装于船舶上用于航行避让、船舶定位、狭窄水道引航的雷达，即船舶导航雷达，又称航海雷达，当能见度低时，此类雷达能提供必需的观察手段。

目前船舶导航雷达在我国应用广泛，国内也有许多单位在从事船舶导航雷达的研发工作，但由于系统设计、器件加工工艺以及算法实现等方面还存在问题，最终推出的产品都不能完全代替国外产品，导致市场占有率较低。

用于船舶的导航雷达是一个复杂的系统，涉及诸多关键技术，其中技术难点主要集中在天馈系统、发射分系统、接收分系统、信号处理与数据处理等方面。雷达信号处理机是雷达系统的重要组成部分，主要完成对雷达接收机输出的视频信号进行采样、处理和传输的功能。早期的雷达使用模拟电路对信号进行处理，不仅结构复杂，而且电路本身也极易收到干扰。随着数字技术的发展，雷达信号处理转由数字电路实现。传统的雷达数字信号处理机采用DSP实现，这种技术比较成熟，如文献“基于ADSP_TS101芯片的雷达信号处理机设计”中采用3片DSP芯片作为雷达信号处理机的核心，完成数字脉压、动目标检测等信号处理功能以及控制整个雷达系统的运行。但DSP指令更适合实现算法而不是逻辑控制，其外部接口的通用性较差，对雷达系统的控制显得不够灵活。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种导航雷达的信号与数据处理终端，其优点：可接收来自雷达单元（雷达单元包括雷达发射机、接收机、天线）输出的视频信号，并进行基于可编程逻辑器件FPGA与ARM处理器结合的信号处理和数据处理，通过终端进行数据显示并实现对雷达的控制。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种导航雷达的信号与数据处理终端，其特征在于：包括A/D采样器、静态随机存储器SRAM、非易失性存储器FLASH、可编程逻辑器件FPGA、ARM处理器、以太网控制器、扩展接口、LCD显示屏和按键控制电路；

A/D采样器的数字信号输出端和采样时钟输入端分别与可编程逻辑器件FPGA的数据端和时钟输出端相连；

静态随机存储器SRAM的数据端和地址端分别与可编程逻辑器件FPGA的数据端和地址端相连；

以太网控制器的数据端和控制端分别与可编程逻辑器件FPGA的数据端和控制端相连，扩展接口与可编程逻辑器件FPGA的GPIO接口相连；

非易失性存储器FLASH的数据端和地址端分别与ARM处理器的数据端和地址端相连，可编程逻辑器件FPGA与ARM处理器的外总线相连；

ARM处理器与LCD显示屏和按键控制电路进行串口连接。

通过采用上述技术方案，A/D采样器对船舶导航雷达接收机输出的雷达回波视频信号进行采样并转换为数字信号，A/D采样器由SMA射频接头、射频传输变压器、AD芯片构成；AD芯片的数据端与FPGA相连，视频信号经过SMA射频接头进入射频传输变压器的输入端，经过变压器转换后输出差分信号，AD芯片的时钟信号由可编程逻辑器件FPGA内部的时钟模块提供，在FPGA的时钟输出端与AD芯片的时钟输入端之间加入射频变压器，射频变压器将时钟信号转化为差分信号；