[實用新型]一種雷達主機與接收機間的雙向通信裝置

有效

• 申請號: 201220737751.8
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN203012129U
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 文必洋;田應偉;楊靜;譚劍;李柯
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01S7/02
• 分類號: G01S7/02
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 薛玲;肖明洲

技術領域

本實用新型屬于雷達通信技術領域，特別涉及一種雷達主機與接收機間的雙向通信裝置。

背景技術

武漢大學雷達與信號處理實驗室研制的全數字高頻地波雷達系統主要用于探測海洋表面風、浪、流場和低速移動目標，該系統采用線性調頻中斷連續波FMICW體制，通過直接采樣、數字下變頻的方式實現脈沖壓縮，解出目標的距離和速度信息；然后通過后續的陣列信號處理算法得到海洋表面狀態信息；該雷達系統以周期性的方式工作，在每一個工作周期內，交替地發射和接收線性調頻信號；以每個工作周期計算128個距離元為例，則一個工作周期的總數據量為128*2*6*32bit=6Kbyte，周期為0.5s。

在武漢大學申請的名為“基于USB的雷達主控PC機與接收機間的通信裝置”、申請號為：200620099682.7的專利中，介紹了利用USB接口的方式實現雷達接收機向主機傳輸距離信息的通信裝置。由于一個工作周期內可用于接收機與主機傳輸數據的時間僅為0.016s，遠小于工作周期0.5s，因此盡管一個工作周期傳輸的數據量很小，但最低數據傳輸速度卻變得很大；當一個工作周期傳輸的數據量隨著使用場合不同而變得較大時，則最低數據傳輸速度將達到甚至超出USB接口速率的上限，因此，誤碼率或掉幀的概率也會隨之增高，可靠性低。此外，上述專利中涉及的裝置只提出了實現從雷達接收機向主機傳輸數據的結構，并沒有涉及反向數據傳輸，即從雷達主機到接收機的數據傳輸，而在實際雷達工作過程中，雷達主機通常會對雷達接收機發出一些控制指令，還包括波形參數等配置信息，這些數據的傳輸如果仍然通過上述專利中的FIFO緩沖器來實現的話，會使得FIFO緩沖器接口的設計變得十分復雜，不易實現。

實用新型內容

針對背景技術存在的問題，本實用新型提供一種雷達主機與接收機間的雙向通信裝置。

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：

一種雷達主機與接收機間的雙向通信裝置，包括雷達接收機和雷達主機，還包括SPI接口緩沖器、兩個串聯的FIFO緩沖器、USB控制芯片；SPI接口緩沖器分別與雷達接收機、USB控制芯片連接；兩個串聯的FIFO緩沖器分別與雷達接收機、USB控制芯片連接；USB控制芯片通過USB電纜與雷達主機連接。

所述USB控制芯片為EZ-USB?FX2芯片。

所述SPI接口緩沖器和兩個串聯的FIFO緩沖器均通過FPGA芯片實現。

本實用新型的工作原理是：在雷達的每個工作周期，不同天線通道上的回波信號進入雷達接收機后，經過濾波、放大、采樣、數字下變頻、去掃頻、抽取、傅里葉變換等一系列處理后，得到包含距離信息的基帶數據，再將基帶數據通過兩個串聯的FIFO緩沖器、USB控制芯片傳送至雷達主機。每一個工作周期內的基帶數據量都是固定的，并且都是在一個工作周期末尾才產生；利用兩個FIFO緩沖器串聯的好處在于，如果設置每個FIFO緩沖器的大小剛好大于一個工作周期的基帶數據量，則當前工作周期的數據產生后可以放到下個工作周期去傳輸，而不會影響下個工作周期的數據產生；即，一個FIFO緩沖器用來存放當前工作周期的數據，另一個FIFO緩沖器用來存放上一個工作周期的數據，因此，每個工作周期內，數據的產生和傳輸是同時進行，互不干擾的，大大提高了傳輸效率。

本實用新型中從雷達主機到雷達接收機的數據傳輸是通過SPI接口緩沖器來實現的，雷達主機將要發送給雷達接收機的控制指令或工作參數等信息先發送至USB控制芯片中；然后USB控制芯片利用其內部控制器的普通I/O端口模擬SPI接口緩沖器的時序，將這些參數送入SPI接口緩沖器中；最后，SPI接口緩沖器將收到的數據傳輸至雷達接收機。由于SPI接口緩沖器的通信接口只需要時鐘、使能、數據三根線，在FPGA芯片中很容易實現，因此也不需要額外的SPI接口芯片。

與現有技術相比，本實用新型具有以下優點和有益效果：

1、本實用新型結構簡單、易于實現、低成本；由于兩個FIFO緩沖器和SPI接口緩沖器都是在FPGA中實現的，因此不需要引入額外的器件和電路。

2、本實用新型傳輸的數據量大；兩個FIFO緩沖器的引入，使雷達接收機的數據采集和傳輸能同時進行，相當于延長了傳輸時間，在工作周期和USB控制芯片傳輸速率不變的條件下，總的傳輸數據量將變得更大，更能適應不同場合需要、可靠性高。

3、本實用新型可實現雷達主機與雷達接收機間的雙向通信，使雷達系統的控制更加方便，工作更加靈活，實用性強。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構簡圖。