[發明專利]一種多通道微波輻射計系統控制裝置及控制方法

有效

• 申請號: 200910086225.2
• 申請日: 2009-05-27
• 公開（公告）號: CN101900768A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發明（設計）人: 張瑜;張升偉;孫波;李丹娜
• 申請（專利權）人: 中國科學院空間科學與應用研究中心
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08;G05B19/05
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉

1.一種多通道微波輻射計系統控制裝置，其特征在于，使用現有的FPGA開發板與其他控制電路相結合來實現對多通道微波輻射計系統的控制，包括：FPGA開發板部分，數據采集電路部分、AGC自動增益控制電路部分，系統開關控制電路部分和電平轉換電路部分，

所述FPGA開發板部分，根據系統既定的時序或遠程計算機注入的控制指令，通過電平轉換電路部分轉換處理后，控制所述數據采集電路部分完成科學數據和溫度數據的采集，并控制所述AGC自動增益控制電路部分為多通道微波輻射計冷源和熱源的定標提供AGC調整值，另外，還控制所述系統開關控制電路部分完成整個系統、接收機和噪聲源的開關機功能，同時完成科學數據包到遠程計算機的回傳；

所述數據采集電路部分，由隔離驅動電路、一個或多個多路選擇器、以及一個A/D轉換器組成，該數據采集電路依據所述FPGA開發板部分發出的控制指令，完成對多通道微波輻射計科學數據和溫度數據的采集；

所述AGC自動增益控制電路部分，由多個DA轉換器、隔離驅動電路組成，所述FPGA開發板對所述數據采集電路部分接收到的輻射計冷源和熱源的定標值進行判斷后，為該AGC自動增益控制電路提供有效的AGC調整值，通過D/A轉換器及隔離驅動電路后提供給多通道微波輻射計的接收機部分；

所述系統開關控制電路部分，由整個系統開關機控制電路、接收機開關控制電路以及噪聲源開關控制電路組成，該系統開關控制電路依據所述FPGA開發板部分發出的控制指令，控制所述系統開關控制電路部分完成整個系統、接收機和噪聲源的開關機功能；

所述電平轉換電路部分，負責完成由FPGA開發板輸出的LVTTL電平和IC器件CMOS電平的轉換，實現所述FPGA開發板與所述其他控制電路的連接。

2.如權利要求1所述的多通道微波輻射計系統控制裝置，其特征在于，所述FPGA開發板部分控制其他控制電路部分時所采用的工作模式包括：默認工作模式、熱源工作模式、冷源工作模式和固定角度工作模式，

采用所述默認工作模式時，工作周期為60秒，分為冷、熱源定標和目標觀測兩部分，由所述系統開關控制電路部分控制實現，當該系統開關控制電路部分的整個系統開關機電路接通時，若接收機開關為TTL低電平，并且噪聲源開關為高電平時，實現熱源定標；當接收機開關為TTL低電平，并且噪聲源開關為低電平時，實現冷源定標；當接收機開關為TTL高電平，并且噪聲源開關為低電平時，實現目標觀測；同時，定標過程中根據所述FPGA開發板對所述數據采集電路部分接收到的輻射計冷源和熱源的定標值進行判斷后，為所述AGC自動增益控制電路提供有效的AGC調整值，直到所述FPGA開發板部分判斷定標值符合技術要求時，定標過程結束，進入目標觀測狀態，由數據采集電路部分控制微波輻射計多個通道進行10路科學數據和25路溫度數據的采集；一個周期結束后，由FPGA開發板將采集數據和運行狀態數據打包并傳回遠程計算機；

采用所述熱源工作模式時，接收機開關持續為TTL低電平，并且噪聲源開關持續為高電平，一直觀測熱源，直到系統接收到新的注入指令；

采用所述冷源工作模式時，接收機開關持續為TTL低電平，并且噪聲源開關持續為低電平，一直觀測冷源，直到系統接收到新的注入指令；

采用所述固定角度工作模式時，接收機開關持續為TTL高電平，并且噪聲源開關持續為低電平，一直觀測固定目標，直到系統接收到新的注入指令。

3.如權利要求1所述的多通道微波輻射計系統控制裝置，其特征在于，所述FPGA開發板部分采用Xilinx公司Virtex-4系列、Virtex-5系列的FPGA開發板，或者采用Altera公司的Cyclone系列、Cyclone?II系列的FPGA開發板，

當采用Xilinx公司Virtex-4系列FPGA開發板時，其由FPGA控制芯片、100MHz時鐘源、數據存儲器、程序存儲器、Flash閃存、16位LCD顯示器、64位輸入輸出接口、電源控制電路、總線控制電路及外圍控制電路構成，

其中，所述總線的類型根據傳輸距離要求進行調整，采用串行接口、USB接口或者以太網接口進行傳輸；所述程序存儲器使用E²PROM；所述數據存儲器根據數據量的不同采用不同容量的SDRAM。