[實(shí)用新型]一種基于FPGA與以太網(wǎng)的船用雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320565178.1
• 申請(qǐng)日: 2013-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN203444102U
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李鵬;馬志強(qiáng);葛俊祥;魯建斌;潘安
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S7/02
• 分類號(hào): G01S7/02;G01S7/292
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 顧進(jìn);葉涓涓

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于雷達(dá)信號(hào)處理和顯示控制領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于FPGA與以太網(wǎng)的船用雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)。

背景技術(shù)

目前國(guó)內(nèi)外船用雷達(dá)信號(hào)處理部分由諸多子電路構(gòu)成，主要包括CPU控制部分、視頻信號(hào)放大部分、信號(hào)處理與控制部分、圖形顯示與控制部分。其信號(hào)處理電路設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，主要由單片機(jī)和相關(guān)外圍電路構(gòu)成，這在一定程度上影響了整個(gè)信號(hào)處理模塊的處理速度和控制精準(zhǔn)度。在信號(hào)處理專用芯片、通用CPU和微處理器高速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)雷達(dá)信號(hào)處理器件顯然不是最佳選擇，其處理速度和控制精準(zhǔn)度都不能達(dá)到最優(yōu)化。

近年來(lái)，F(xiàn)PGA在雷達(dá)信號(hào)處理領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。FPGA（Field－Programmable?Gate?Array），即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路（ASIC）領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。FPGA具有運(yùn)行速度快，容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模系統(tǒng)，內(nèi)部程序并行運(yùn)行，接口控制靈活等優(yōu)點(diǎn)。FPGA作為雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)核心，必須將處理后的回波信號(hào)傳送至顯示終端進(jìn)行顯示，這就需要顯示終端與FPGA之間具有高速的數(shù)據(jù)通信能力，并且要求能夠通過(guò)PC機(jī)通過(guò)FPGA控制雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)。

但目前傳統(tǒng)的PC機(jī)與FPGA通信方式多為串口通信和USB通信，串口通信具有傳輸數(shù)據(jù)率低的缺點(diǎn)，USB通信則在遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)誤碼率較高。由于雷達(dá)回波數(shù)據(jù)到顯示終端一般有較長(zhǎng)的距離，且回波信號(hào)數(shù)據(jù)量較大，這使得串口通信和USB通信作為雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)與顯示模塊的通信接口時(shí)效果較差，不能滿足實(shí)時(shí)傳輸需求。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本實(shí)用新型公開了一種基于FPGA與以太網(wǎng)的船用雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)，大大簡(jiǎn)化了信號(hào)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，提高了傳輸速率，降低信號(hào)的傳輸誤碼率，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、高效傳輸。

為了達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

一種基于FPGA與以太網(wǎng)的船用雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)，包括信息處理機(jī)構(gòu)與通信機(jī)構(gòu)，所述信息處理機(jī)構(gòu)包括依次連接的天線、雷達(dá)接收機(jī)、中放電路、A/D轉(zhuǎn)換電路及FPGA芯片；所述通信機(jī)構(gòu)包括以太網(wǎng)控制器以及PC機(jī)，以太網(wǎng)控制器通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)與PC機(jī)相連；所述FPGA芯片與以太網(wǎng)控制器連接；天線接收到的回波信號(hào)經(jīng)雷達(dá)接收機(jī)、中放電路和A/D轉(zhuǎn)換電路后進(jìn)入到FPGA芯片，F(xiàn)PGA芯片對(duì)雷達(dá)回波信號(hào)進(jìn)行處理后，將處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)以太網(wǎng)控制器、以太網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)絇C機(jī)進(jìn)行顯示。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述FPGA芯片型號(hào)為EP4CE15F17C8。該芯片處理速度高、成本低廉，I/O接口豐富，能夠有效提高雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)性能，調(diào)試也非常方便。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述以太網(wǎng)控制器型號(hào)為ENC28J60。該芯片接口簡(jiǎn)單，管腳數(shù)量少，性能穩(wěn)定，傳輸速度高，足以滿足船用雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)數(shù)據(jù)傳輸需求。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1.采用FPGA代替?zhèn)鹘y(tǒng)信號(hào)處理方式，使信號(hào)處理部分大大簡(jiǎn)化，具有可靠性高、可移植性好、實(shí)時(shí)性和靈活性等優(yōu)點(diǎn)，以FPGA作為整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)的主控芯片也使得整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加緊湊、高效。

2.采用以太網(wǎng)通信代替?zhèn)鹘y(tǒng)的串口或USB通信模式，傳輸速率快、延時(shí)小、長(zhǎng)距離傳輸誤碼率低、組網(wǎng)靈活和易擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，能夠克服串口通信和USB通信中存在的缺點(diǎn)，統(tǒng)控制靈活簡(jiǎn)單、可視化強(qiáng)、開發(fā)成本低。

附圖說(shuō)明

圖1為基于FPGA與以太網(wǎng)的船用雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)的結(jié)構(gòu)原理示意圖；

圖2為FPGA芯片與以太網(wǎng)控制器的連接示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型，應(yīng)理解下述具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。