[发明专利]一种雷达收发时序可变的电离层测高仪数控系统及方法

权利要求书

1.一种雷达收发时序可变的电离层测高仪数控系统，用于根据雷达探测频率设置收发延迟，产生时序控制信号，在时序信号使能下控制电离层测高仪产生所用的发射信号，与处理电离层反射的回波信号；其特征在于，所述系统通过FPGA实现，所述系统包括：雷达时序产生模块、编码序列读取模块、信号产生模块、模数转换模块、数字下变频模块、数据打包模块和数据缓存模块；其中，

所述雷达时序产生模块，用于根据雷达探测频率，设置产生发射控制信号与接收控制信号间的延迟时长，依据延迟时长交替产生控制电离层测高仪收发信号的发射控制信号和接收控制信号；所述雷达探测频率和电离层测高仪探测高度具有对应关系；

所述编码序列读取模块，用于在发射控制信号的控制下，从Block RAM中读取二进制码元，并将该二进制码元发送至信号产生模块作为发射信号的相位调制编码序列；

所述信号产生模块，用于在发射控制信号的控制下，通过接收的二进制码元相位调制产生发射信号和载波信号；

所述模数转换模块，用于在接收控制信号的控制下，将经电离层测高仪接收的回波信号由模拟信号转换为中频数字信号，并发送至所述数字下变频模块；

所述数字下变频模块，用于在接收控制信号的控制下，完成中频数字信号的变频与抽取处理，并将处理后的回波数据发送至所述数据打包模块；

所述数据打包模块，用于对收到的回波数据进行打包处理，并将打包数据发送至所述数据缓存模块；

所述数据缓存模块，用于对接收到的打包数据进行缓存，并将缓存后数据发送至上位机；

所述雷达时序产生模块包括Rxdelay设置单元、控制信号产生单元和雷达探测频率步进单元：

所述Rxdelay设置单元，用于根据雷达探测频率，设置产生发射控制信号与接收控制信号间的延迟时长Rxdelay；Rxdelay取值范围由探测高度决定；

所述控制信号产生单元，用于当收到上位机的脉冲信号使能时，按照所设置的延迟时长Rxdelay，交替发出一个发射控制信号和一个接收控制信号，从而完成一次电离层观测；直到达到预设电离层观测次数；

所述雷达探测频率步进单元，用于步进增加雷达探测频率，当步进增加后的雷达探测频率未达到预设的频率范围时，该雷达探测频率输入所述Rxdelay设置单元。

2.根据权利要求1所述的雷达收发时序可变的电离层测高仪数控系统，其特征在于，所述系统还包括：上位机数据处理模块，用于从缓存数据中获取回波信号的准确时间延迟，完成电离层频高图的绘制。

3.根据权利要求2所述的雷达收发时序可变的电离层测高仪数控系统，其特征在于，所述控制信号产生单元的具体实现过程为：

当收到上位机的脉冲信号使能时，发出发射控制信号并开始计时，当计时达到400us，停止发射控制信号；

当计时达到Rxdelay，发出接收控制信号；

当计时达到Rxdelay+480μs，停止接收控制信号，从而完成一次电离层测试；

20μs后重复上述步骤，直到达到预设电离层观测次数。

4.根据权利要求1所述的雷达收发时序可变的电离层测高仪数控系统，其特征在于，所述信号产生模块包括：发射信号产生单元和载波信号产生单元；其中，

所述发射信号产生单元，用于在发射控制信号的控制下，通过接收的二进制码元进行相位调制，产生1-30MHz的发射信号；

所述载波信号产生单元，用于在发射控制信号的控制下，产生71-100MHz的载波信号，该载波信号作为模拟接收电路的高频本振信号与1-30MHz的回波信号进行混频，得到中心频率固定为70MHz，带宽为80kHz的中频信号。

5.根据权利要求1所述的雷达收发时序可变的电离层测高仪数控系统，其特征在于，所述模数转换模块在接收控制信号的控制下，由采样率为40MHz的双通道模数转换器对接收到的回波信号进行转换，由模拟信号转换为中频数字信号。