[發明專利]一種雙接口雷達數據記錄儀

無效

• 申請號: 201010169261.8
• 申請日: 2010-05-05
• 公開（公告）號: CN101839974A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 王俊;蔣海;張玉璽;李偉;張文昊;姚旺
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01S7/02
• 分類號: G01S7/02
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

(一)技術領域：

本發明涉及一種雙接口雷達數據記錄儀。屬于通信控制技術領域。

(二)背景技術：

隨著超寬帶雷達技術和軟件無線電的發展，雷達信號的波形也越來越復雜，只有對實際情況下的雷達目標回波深入細致的進行分析研究，才能保證整個雷達信號處理系統的正確性和穩定性。雷達回波經過射頻前端、接收中頻處理后會產生巨大的數據量，為了使數據完整的保存下來，記錄設備必須能夠連續的、長時間的跟蹤記錄每一個雷達回波脈沖內的信號，用于試驗結束后的數據處理與分析。因此，數據記錄設備在雷達導引頭的研制和實驗過程中具有十分重要的作用。雷達系統的中頻信號頻率一般都小于100MHz，記錄設備的采樣頻率要高于80MHz且需要連續工作一個小時以上，所以每次實驗連續記錄的雷達數據容量可以達到幾十到幾百GB，因此對記錄系統的速度和容量均提出了很高的要求。

我國在高速大容量存儲技術方面還相對落后，而且我國的存儲技術的研究主要在存儲系統的方案實現上，即系統級開發。許多核心技術的研究、產品的開發、生產相對滯后。但隨著技術的不斷進步，又給我們提供了新的機遇和挑戰。國內已有部分院校、研究單位和企業在進行這方面的研究工作。清華大學的精密儀器與機械系也在做這方面的研究，并已經取得了一定成果。其主要成果為“Sustained?Data?Recording?System?Base?On?Software?RAID”，它的連續、實時存儲是基于軟件獨立冗余磁盤陣列(即RAID)來實現的，采用Xilinx公司的復雜可編程邏輯器件(即CPLD)和CYPRESS公司的同步動態隨機存儲器(即SDRAM)組成雙頁緩沖器，LSI53C770S?CSII/O處理器和小型計算機系統接口(即SCSI)硬盤組成RAID冗余系統。

高速大容量存儲技術在國外得到非常迅速的發展，新的存儲媒介不斷被推出，新的存儲方案不斷涌現。數據存儲的介質從磁帶、硬磁盤，到現在的光存儲介質，存儲的速度越來越快、存儲的容量越來越大。從發展的趨勢來看，主要是依靠新的存儲介質或者是采用新的技術進行改進，從而提高速度和容量。

當前雷達數據記錄儀根據記錄介質可分為磁帶機、磁盤陣列和固態存儲器三類：

(1)磁帶機

磁帶機記錄的是模擬信號，能夠真正實現無失真記錄模擬數據。因此磁帶機主要用作海量存儲，一般作為數據備份，其特點是容量大，控制簡單，但成本較高，記錄速度低，回放不靈活。如Quantum公司的DLT?8000磁帶機，單盤磁帶容量為80GB，傳輸率為6.0MB/S。

(2)磁盤陣列

磁盤陣列記錄儀采用RAID技術，把多個硬盤連接在一起協同工作，實現硬盤的并行輸入輸出，具有容量大，記錄和回放速度較高等優點，但系統龐大，結構復雜，功耗較高。如長久思捷公司研制的LH-DACQ高速雷達數據記錄系統，采用SCSI磁盤作為基本的存儲介質，采用RAID0存儲控制引擎，持續記錄速度為320MB/S，峰值存儲速度超過385MB/S。

(3)固態存儲器

固態存儲被認為是存儲行業的技術革新，目前基于閃存(即FLASH)的固態存儲陣列正在迅猛發展，其具有無機械結構、讀寫延遲極小、低功耗、低噪音等眾多優點，并且具有極高的讀寫帶寬，但價格昂貴，開發周期長。如SEAKR公司研制的某型號雷達數據記錄系統，采用新一代EMDS固態存儲器，容量達1TB，寫入速度超過1000MB/S。

此外，以太網在實時操作、可靠傳輸、標準統一等方面的卓越性能及其便于安裝、維護簡單、通信距離遠等優點，已經被國內外很多實時監控、數據記錄領域的研究人員廣泛關注，并在實際應用中展露出顯著的優勢。

本發明設計并實現了一種用于某脈沖多普勒(即PD)雷達系統的小型化數據記錄儀，具有固態集成電路設備(即IDE)硬盤和RJ45網線雙接口，同時滿足空中和地面應用環境要求，能實時記錄雷達原始波形數據。由于系統和技術的通用性，也可應用于其他相似的數據記錄系統。針對上面提到的情況以及現實中的需求，考慮到穩定性設計、高可靠性設計以及兼容性和可擴展性，本發明采用了數字信號處理器(即DSP)+現場可編程門陣列(即FPGA)的硬件結構設計，把所有的數據采集處理功能、接口協議的實現等功能都由硬件編程實現，一方面可以減少專用芯片的大量使用，從而有利于實現小型化，另一方面各部分功能都由編程實現，易于進行功能的擴展，從而實現了兼容性和可擴展性。