[實用新型]基于USB的雷達通道擴展裝置

無效

• 申請號: 200820065778.0
• 申請日: 2008-02-29
• 公開（公告）號: CN201218843Y
• 公開（公告）日: 2009-04-08
• 發明（設計）人: 文必洋;楊靜;王才軍
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01S7/285
• 分類號: G01S7/285;G01S13/02;G06F13/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種基于USB的雷達通道擴展裝置，具體地說，是在四通道高頻表面波雷達接收機的基礎上完成的通道擴展裝置。

背景技術

武漢大學電波傳播實驗室研制的高頻表面波雷達是探測江河湖泊表面風、浪、流場和低速移動目標等環境要素的先進雷達系統。該雷達接收機采用了多通道接收技術及陣列信號處理技術，從而獲得豐富的海洋狀態信息。

該雷達系統接收機的工作過程是：進入每一接收通道的回波信號經過濾波、混頻后送入14位模數轉換器(ADC)中進行帶通采樣。采樣得到的數字信號送入現場可編程邏輯器件(FPGA)進行處理，如數字正交混頻、濾波、數據率抽取，快速傅立葉變換(Fast?Fourier?Transform，FFT)等。處理后的信號傳輸到PC機，以進行進一步的信號處理和結果表征。

該雷達系統采用單極子天線作為接收天線，每一個接收通道對應一根單極子天線。在該雷達接收機系統中，單片現場可編程邏輯器件(FPGA)需要同時完成四個通道的雷達數據的處理，占去了芯片的極大部分的資源，從而限制了接收機通道數目進一步的擴展。而在實際應用中，接收機通道常常需要根據探測要求進行調整。若直接在接收機上改變通道數需要重新設計接收機電路，成本高，開發周期長，因此，我們需要一種靈活配置通道數的方式。

USB全稱是“通用串行總線”，是一種新興的計算機外圍串行通信接口標準，它具有易擴展、支持熱插拔、速度快、傳輸可靠、成本低等特點。利用USB總線進行通道擴展，既可以滿足雷達數據傳輸的速度和可靠性要求，還可以實現雷達接收機靈活方便的通道配置。

發明內容

本實用新型的目的就在于提供一種基于USB的雷達通道擴展裝置，實現雷達接收機通道方便快捷的擴展。

本實用新型的目的是這樣實現的：一種基于USB的雷達通道擴展裝置，其特征在于：采用USB總線作為雷達接收機與PC主機的通信總線，將多個接收機單元用USB集線器并聯連接起來，其中一個接收機單元為主控接收機單元，其他接收機單元為擴展接收機單元，USB集線器與PC機相連；

每個接收機單元由接收機、數據存儲器、USB接口芯片組成，其中接收機、數據存儲器、USB接口芯片依次連接；

所有接收機單元的USB接口芯片通過USB電纜與USB集線器連接；

主控接收機單元中的USB接口芯片與所有接收機單元(包括主控接收機單元、擴展接收機單元)中的接收機連接，用來輸出接收機內部的同步控制器的使能信號。

如上所述的基于USB的雷達通道擴展裝置，其特征在于：

USB接口芯片選用賽普拉斯公司提供的EZ-USB?FX2LP芯片。

本實用新型的工作原理是：

所有接收機單元中的USB接口芯片通過USB連接電纜、USB集線器與PC主機連接。USB接口芯片與PC主機的任何通信信號均由USB連接電纜、USB集線器負責轉發。

每個接收機單元的USB接口芯片具有不同的產品序列號(PID)，雷達PC主機根據不同的PID區別出各個接收機單元。

在雷達運行初始階段，PC主機向主控接收機單元中的USB接口芯片發出信號，通知其向主控接收機及各個擴展接收機單元同時發出同步控制器的使能信號，從而同時啟動所有接收機內部的同步控制器并使其同步工作。

在雷達每個工作周期內，各個接收機單元中的接收機將采集并處理后的數據存儲到數據存儲器內，再由PC主機依次通知每個接收機單元中的USB接口芯片將數據讀入并傳輸到PC主機。

本實用新型具有以下優點和積極效果：

1、擴展方便。由于USB具有熱插拔、即插即用的特點，用戶可以在PC機開機的情況下，對接收機進行連接和斷開操作。并且通過USB集線器，一個USB主控制器最多可以連接126個外圍設備。因此，可以靈活地實現多臺接收機系統的各種組合。

2、成本低。各臺雷達接收機電路相同，實現通道擴展時無需重新設計電路，降低了開發成本，縮短了開發周期。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的結構框圖。

具體實施方式

圖1中標記的說明：

1、2、3、4-接收機；

5、6、7、8-數據存儲器，用于緩存接收機輸出數據；

9、10、11、12-USB接口芯片；

13、14、15、16-USB連接電纜；

17-USB集線器；

18-PC主機；

19-主控接收機單元；

20、21、22-擴展接收機單元。

下面結合附圖和實施例對本實用新型做詳細說明：