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精卫系列板卡雷达接口详解

精卫系列板卡雷达接口详解 雷海科技
2021-04-09
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导读:雷达可以简单划分为雷达前端和雷达终端两个部分。本期公众号将介绍主流进口(古野、JRC等)雷达前端和终端的接口形式,以及精卫系列显控处理板作为雷达终端核心部件对应的解决方案。

导航雷达可以简单划分为雷达前端和雷达终端两个部分。雷达前端负责微波射频收发、中频、检波等功能,雷达终端负责雷达原始视频采集、信号处理、跟踪、操控、信息上报等功能。精卫系列显控处理板是雷海科技旗舰产品,可作为雷达终端的核心部件,下图是雷达前端和雷达终端之间连接的示意图。通常情况下,雷达前端的电源由雷达终端内部电源直接供电,雷达前端同精卫显控处理板交互方位、船首、视频、触发、控制信息等信号。精卫显控处理板通过控制电源,可以操作雷达前端上下电。

图1 雷达前端同雷达终端接口示意图

一、雷达前端同精卫显控处理板接口种类

雷达前端同精卫显控处理板接口见表1。

表1 雷达前端同精卫显控处理板信号接口类型

序号

信号类型

信号方向

备注

1、 

★方位

前端->精卫

2、 

★船首

前端->精卫

3、 

★触发

以下二选一

内触发:前端->精卫

外触发:精卫->前端

4、 

★视频

前端->精卫

5、 

脉冲转换控制

精卫->前端

可选

6、 

带宽控制

精卫->前端

可选

7、 

发射控制

精卫->前端

可选

8、 

调谐指示

前端->精卫

可选

9、 

调谐控制

精卫->前端

可选

10、       

增益控制

精卫->前端

可选

1    方位:为方位增量信号的简称,在雷达系统中用作方位计数器的增量脉冲,其数字量化精度表征了雷达的最小可分辨方位角度;
2    船首:船首复位信号的简称,为周期信号,产生于雷达天线单元。当天线经过船首方向时信号跳变,持续一定时间后信号恢复,在显示终端上常用一跳加亮直线表示船首方向。该脉冲用来参与控制方位增量信号进行组合编码,起到清零信号的作用,同时也是作为两个相邻天线周期的状态信号;
3    触发:触发脉冲信号的简称,通过将其加载到磁控管上,对高频载波进行脉冲调制的定时控制,从而产生周期的发射电磁波信号;
4    视频:视频回波信号是由天线接收反射电磁波在接收机中进行滤波、混频、放大和检波等操作后得到的雷达回波;
5    脉冲转换控制:某些雷达前端需要精卫显控处理板根据量程不同控制切换脉冲宽度,通常情况下脉冲宽度与触发频率联动调整,当小量程时,提高触发频率、降低脉宽以提高分辨率;大量程时降低触发频率、增大脉宽以获得更大的探测距离;
6    带宽控制:某些雷达前端根据环境要求,需要精卫显控处理板控制雷达,带宽越大,对目标的精细观察能力越强;
7    调谐指示:雷达接收机接收到的高频信号同本振信号产生中频输出,同时,接收机会已知中频通道标准中心频率,通过一个比较器,来输出中频信号同标准中心频率之间的差异,这个输出,在物理上为电压指示,这个信号就称之为调谐指示;
8    调谐控制:通过改变调节电压,改变天线的本振接收频率,达到高质量回波信号的目的,在固态体制雷达中,因为磁控管信号频点的不稳定性情况,不再需要调谐指示和调谐控制信号;另外,某些雷达内部已经实现最优调谐,因此调谐指示和调谐输出不是必选项;
9    发射控制:控制雷达发射高频信号,通常用来控制电机马达,让雷达天线开始转动;
10  增益或海浪等控制:某些雷达前端自带增益或者海浪抑制功能

二、常见雷达四路信号情况

方位、船首、触发和适配四路信号是每款雷达的必备信号,具有典型性,经过调研通过查阅雷达相关文献、技术说明资料以及对各实际雷达信号的测量,分别选取ATLAS、古野和JRC的四款雷达进行介绍,见表2。

表2 常见4款进口雷达四路信号情况

注:上述四款雷达的触发信号均是内触发信号,即由雷达前端发往雷达终端。

RS422接口具有传输距离远,抗干扰能力强的优点。某些型号雷达四路信号中的方位、触发和船首使用了RS422接口。

三、精卫板卡对应的四路接口解决方案

精卫系列(包括一代、二代、三代)针对四路信号的对接均有解决方案,对应连接器为XS3、XS30、XS42,如下图所示。

图2 精卫板卡雷达前端接口相关接插件位置

对于ATLAS、JRC9123、古野2125和古野2117这四款典型雷达,需要使用XS3和XS42两个连接器,采用内触发。如果为外触发,仅需使用XS3一个连接器即可。

表3 固定电平雷达前端接口接插件定义

插座

引脚编号

引脚名称

说明

XS3

4

★HL

船首,支持+5V~+18V电平信号输入

5

★FW

方位,支持+5V~+18V电平信号输入

11

☆TRIG

外触发,支持+5V~+12V输出

13

★AGND

视频地

14

★RVIN

75欧视频输入,支持-1V~-5V输入

XS42

3

☆TRIG_IN

内触发,支持+5V~+18V电平信号输入

注:精卫显控处理板同雷达数字地共用。☆为根据触发情况可选。

对于采用RS422接口的雷达前端,仅需要使用XS30接插件。其定义见表3

表4 RS422雷达插座信号定义

插座

引脚编号

引脚名称

说明

 

 

 

 

XS30

1

HL_422+

船首信号输入

2

HL_422-

4

FW_422+

方位信号输入

5

FW_422-

11

TRIGIN_422+

触发信号输入

12

TRIGIN_422-

13

AGND

视频地

14

RVIN

75欧视频输入。支持-1V~-5V输入

四、精卫板卡其他信号接口解决方案

除上述四路信号以外,精卫板卡也为调谐、发射、脉冲电平控制等提供了对接方案,以对接的某款雷达为例,采用了XS3和XS42接插件,见表5。

表5 精卫板卡针对某款雷达其他信号接口方案

插座

引脚编号

引脚名称

说明

 

 

 

 

 

 

XS3

1

TUNE_IND

调谐指示输入。电压范围0-2.5V

2

TUNE_O

调谐电压输出。支持0.5-17.5V输出

3

MOTOR

启动发射/启动电机。+12V继电器输出,控制雷达电机旋转

6

MP

+12V电平输出,电平的组合控制雷达发射脉宽

7

SP

9

WP

XS42

12

RVOUT

海浪抑制输出。输出电压-5V~+5V,最高输出频率80MHz

11

AGND-


五、结语

精卫系列显控处理板除适配上述硬接口以外,还有串口、网络等适配方案,涵盖进口、国产数十型雷达前端,详情可联系。

电子邮箱:xianleihai@126.com
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