專利名稱：基于gps的雙多基地雷達(dá)同步控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于雷達(dá)同步控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于GPS的雙多基地雷達(dá)冋步控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
高頻地波雷達(dá)在海洋環(huán)境監(jiān)測上有著獨(dú)到的優(yōu)勢，能實(shí)施對海洋遠(yuǎn)距離、大面積和全天候的實(shí)時(shí)監(jiān)測，能同時(shí)探測風(fēng)、浪、流等海洋物理要素；它的測量精度高、監(jiān)測面積大，且比其他高技術(shù)監(jiān)測設(shè)備投資少；此外，高頻地波雷達(dá)在探測海面目標(biāo)的同時(shí)能探測低空飛行的飛機(jī)，因而在軍事上也有著重要用途和巨大潛力。雙/多基地高頻地波雷達(dá)是在傳統(tǒng)高頻地波雷達(dá)的基礎(chǔ)之上，利用已有的雷達(dá)站點(diǎn)或増加一個(gè)或多個(gè)收、發(fā)設(shè)備，在大范圍內(nèi)形成雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)，能克服單站高頻地波雷達(dá)的探 測盲區(qū)，擴(kuò)大共同覆蓋區(qū)域，改善單部高頻地波雷達(dá)系統(tǒng)的測量性能，豐富海洋表面參數(shù)的測量數(shù)據(jù)，井能提高海面多目標(biāo)的檢測與跟蹤精度。ー個(gè)發(fā)射站的信號可同時(shí)被多個(gè)接收站收到，同一接收站也可同時(shí)獲取來自不同發(fā)射站不同頻率的信號，充分利用了有限的電磁能源，實(shí)現(xiàn)多輸入多輸出(MMO)工作模式，因此要求處在不同地理位置的高頻地波雷達(dá)之間的工作時(shí)序必須保持嚴(yán)格同步。目前，雙/多基地雷達(dá)系統(tǒng)同步的主要方法有基于以太網(wǎng)的時(shí)間同步、基于無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的同步、利用微波數(shù)傳來實(shí)現(xiàn)時(shí)間和相位同步、基于衛(wèi)星電視信號的同步方法；其中基于以太網(wǎng)的時(shí)間同步方法需要有網(wǎng)絡(luò)設(shè)施；基于無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的同步方法有著距離要求，在無線電導(dǎo)航系統(tǒng)服務(wù)區(qū)外，則無法工作；微波在海面的傳播衰減很快，直線傳播距離數(shù)10km，而雙/多基地高頻地波雷達(dá)一般相距約100km，故基于微波數(shù)傳的同步方式也不適合在雙/多基地高頻地波雷達(dá)中使用；基于衛(wèi)星電視信號的同步方法雖然簡單，但不能提供時(shí)間信息，不是真正意義上的同歩。

實(shí)用新型內(nèi)容針對背景技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供一種基于GPS的雙多基地雷達(dá)同步控制系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案。一種基于GPS的雙多基地雷達(dá)同步控制系統(tǒng)，包括GPS天線、PC機(jī)、同步控制器、GPS時(shí)鐘源、LXI協(xié)議接ロ ；GPS天線與GPS時(shí)鐘源相連；GPS時(shí)鐘源的輸出分別與PC機(jī)、同步控制器相連；LXI協(xié)議接ロ分別與PC機(jī)、同步控制器相連。所述同步控制器包括電平轉(zhuǎn)換芯片、雙ロ RAM、ATmegal28單片機(jī)、延時(shí)啟動模塊、參數(shù)設(shè)置模塊、同步脈沖生成模塊、DDS芯片通信模塊；其中，GPS時(shí)鐘源、電平轉(zhuǎn)換芯片、ATmegal28單片機(jī)依次相連，LXI協(xié)議接ロ、雙ロ RAM、ATmegal28單片機(jī)依次相連，ATmegal28單片機(jī)的I/O ロ、GPS時(shí)鐘源、參數(shù)設(shè)置模塊的輸出分別與延時(shí)啟動模塊的輸入相連，ATmegal28單片機(jī)的數(shù)據(jù)ロ與參數(shù)設(shè)置模塊的輸入相連，參數(shù)設(shè)置模塊的輸出、同步脈沖生成模塊的輸出分別與DDS芯片通信模塊的輸入相連，延時(shí)啟動模塊的輸出與同步脈沖生成模塊的輸入相連。所述的GPS時(shí)鐘源的型號為HJ5436A-IV。使用吋，同步控制器中的同步脈沖生成模塊分別于雷達(dá)系統(tǒng)、DDS頻率合成器連 接，DDS芯片通信模塊與DDS頻率合成器連接；雷達(dá)系統(tǒng)為雙多基地高頻地波雷達(dá)，DDS頻率合成器采用AD9910芯片作為其核心。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果I、本實(shí)用新型采用基于網(wǎng)ロ的LXI協(xié)議傳送PC機(jī)下達(dá)的雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)指令，可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的遠(yuǎn)程操控，方便可靠，適應(yīng)性強(qiáng)。2、本實(shí)用新型中的雷達(dá)工作參數(shù)，如發(fā)射脈沖周期、占空比、壓地波、工作頻率、エ作帶寬可以靈活設(shè)置且生成精度很高，在雷達(dá)運(yùn)作和調(diào)試中具有很強(qiáng)的可操作性和擴(kuò)展性。3、本使用新型采用GPS衛(wèi)星的時(shí)鐘信息作為雷達(dá)同步的時(shí)間基準(zhǔn)，成本低，開發(fā)方便，同步精度高，可以達(dá)到50ns。

圖I為本實(shí)用新型的簡單結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I一 GPS天線，2— GPS時(shí)鐘源，3 — PC機(jī)，4 一 LXI協(xié)議接ロ，5—同步控制器，6—電平轉(zhuǎn)換芯片，7—雙ロ RAM，8—ATmegal28單片機(jī)，9一FPGA，10—延時(shí)啟動模塊，11一同步脈沖生成模塊，12—參數(shù)設(shè)置模塊，13—DDS芯片通信模塊，14ー雷達(dá)系統(tǒng)，15 — DDS頻
率合成器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖所示的實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)ー步說明。如附圖所示，本實(shí)用新型包括GPS天線I、PC機(jī)3、同步控制器5、GPS時(shí)鐘源2、LXI協(xié)議接ロ 4 ；GPS天線I與GPS時(shí)鐘源2相連；GPS時(shí)鐘源2的輸出分別與PC機(jī)3、同步控制器5相連；LXI協(xié)議接ロ 4分別與PC機(jī)3、同步控制器5相連。同步控制器5包括電平轉(zhuǎn)換芯片6、雙ロ RAM7、ATmegal28單片機(jī)8、延時(shí)啟動模塊10、參數(shù)設(shè)置模塊12、同步脈沖生成模塊11、DDS芯片通信模塊13 ;其中，GPS時(shí)鐘源2、電平轉(zhuǎn)換芯片6、ATmegal28單片機(jī)8依次相連，LXI協(xié)議接ロ 4、雙ロ RAM7、ATmegal28單片機(jī)8依次相連，ATmegal28單片機(jī)8的I/O ロ、GPS時(shí)鐘源2、參數(shù)設(shè)置模塊12的輸出分別與延時(shí)啟動模塊10的輸入相連，ATmegal28單片機(jī)8的數(shù)據(jù)ロ與參數(shù)設(shè)置模塊12的輸入相連，參數(shù)設(shè)置模塊12的輸出、同步脈沖生成模塊11的輸出分別與DDS芯片通信模塊13的輸入相連，延時(shí)啟動模塊10的輸出與同步脈沖生成模塊11的輸入相連；本實(shí)施例中GPS時(shí)鐘源2的型號為HJ5436A-IV。使用吋，同步控制器5中的同步脈沖生成模塊11分別與雷達(dá)系統(tǒng)14、DDS頻率合成器15連接，DDS芯片通信模塊13與DDS頻率合成器15連接；雷達(dá)系統(tǒng)為雙多基地高頻地波雷達(dá)，DDS頻率合成器采用AD9910芯片作為其核心。[0022]本實(shí)施例中同步控制器5產(chǎn)生的同步脈沖工作波形將會傳輸給所屬單基地雷達(dá)系統(tǒng)14內(nèi)部的各個(gè)相關(guān)部件，保證雷達(dá)系統(tǒng)14內(nèi)部的同步運(yùn)作，如發(fā)射脈沖會傳給雷達(dá)發(fā)射機(jī)，壓地波脈沖會傳給雷達(dá)接收機(jī)等。本實(shí)用新型的工作步驟如下①PC機(jī)3下達(dá)初始化指令，指令中附帶相應(yīng)的工作參數(shù)，LXI協(xié)議接ロ 4將初始化指令及相應(yīng)的工作參數(shù)通過雙ロ RAM7傳給ATmegal28單片機(jī)8。②ATmegal28通過8_bit數(shù)據(jù)ロ將工作參數(shù)存入FPGA9的參數(shù)設(shè)置模塊12。③PC機(jī)3根據(jù)當(dāng)前從串ロ接收到的UTC時(shí)間，下達(dá)啟動指令，指令中附帶啟動時(shí)間參數(shù)，LXI協(xié)議接ロ(4)將啟動指令及相應(yīng)的啟動時(shí)間參數(shù)通過雙ロ RAM7傳給ATmegal28 單片機(jī) 8。④ATmegal28單片機(jī)8通過串ロ接收從GPS時(shí)鐘源2傳來的UTC時(shí)間，并與從PC 機(jī)3接收到的啟動時(shí)間參數(shù)中的啟動時(shí)間作比較，當(dāng)UT C時(shí)間與預(yù)設(shè)的啟動時(shí)間匹配時(shí)，向延時(shí)啟動模塊10下達(dá)啟動指令并將啟動時(shí)間參數(shù)中的延時(shí)啟動參數(shù)傳入FPGA9的參數(shù)設(shè)置模塊12。⑤延時(shí)啟動模塊10收到啟動指令后，開始等待下ー個(gè)PPS秒脈沖的觸發(fā)，當(dāng)PPS秒脈沖上升沿到來時(shí)，根據(jù)參數(shù)設(shè)置模塊12中的延時(shí)啟動參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的啟動延時(shí),并在啟動延時(shí)結(jié)束后向冋步脈沖生成t吳塊11發(fā)送啟動指令。⑥同步脈沖生成模塊11收到啟動指令后，根據(jù)參數(shù)設(shè)置模塊12中的工作參數(shù)生成相應(yīng)的同步脈沖。⑦DDS芯片通信模塊13收到同步脈沖生成模塊11產(chǎn)生的子幀同步脈沖，井根據(jù)參數(shù)設(shè)置模塊12中的DDS控制參數(shù)對DDS頻率合成器15進(jìn)行控制，使DDS頻率合成器15產(chǎn)生相應(yīng)的模擬調(diào)頻信號，至此，雷達(dá)開始工作。⑧PC機(jī)3下達(dá)停止指令，LXI協(xié)議接ロ 4將停止指令通過雙ロ RAM7傳給ATmegal28單片機(jī)8,ATmegal28單片機(jī)8通過I/O ロ向延時(shí)啟動模塊10下達(dá)停止指令,延時(shí)啟動模塊10收到停止指令后，向同步脈沖生成模塊11下達(dá)停止指令，同步脈沖停止產(chǎn)生，進(jìn)而DDS芯片通信模塊13對DDS頻率合成器15下達(dá)復(fù)位指令，模擬調(diào)頻信號也隨之停止。
權(quán)利要求1.一種基于GPS的雙多基地雷達(dá)同步控制系統(tǒng)，包括GPS天線、PC機(jī)、同步控制器，其特征在于還包括GPS時(shí)鐘源、LXI協(xié)議接ロ ；GPS天線與GPS時(shí)鐘源相連；GPS時(shí)鐘源的輸出分別與PC機(jī)、同步控制器相連；LXI協(xié)議接ロ分別與PC機(jī)、同步控制器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于GPS的雙多基地雷達(dá)同步控制系統(tǒng)，其特征在于所述同步控制器包括電平轉(zhuǎn)換芯片、雙ロ RAM、ATmegal28單片機(jī)、延時(shí)啟動模塊、參數(shù)設(shè)置模塊、同步脈沖生成模塊、DDS芯片通信模塊；其中，GPS時(shí)鐘源、電平轉(zhuǎn)換芯片、ATmegal28單片機(jī)依次相連，LXI協(xié)議接ロ、雙ロ RAM、ATmegal28單片機(jī)依次相連，ATmegal28單片機(jī)的I/O ロ、GPS時(shí)鐘源、參數(shù)設(shè)置模塊的輸出分別與延時(shí)啟動模塊的輸入相連，ATmegal28單片機(jī)的數(shù)據(jù)ロ與參數(shù)設(shè)置模塊的輸入相連，參數(shù)設(shè)置模塊的輸出、同步脈沖生成模塊的輸出分別與DDS芯片通信模塊的輸入相連，延時(shí)啟動模塊的輸出與同步脈沖生成模塊的輸入相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于GPS的雙多基地雷達(dá)同步控制系統(tǒng)，其特征在于所述的GPS時(shí)鐘源的型號為HJ5436A-IV。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種基于GPS的雙多基地雷達(dá)同步控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)用于雙多基地高頻地波雷達(dá)，能夠輸出雷達(dá)同步脈沖信號保證單基地雷達(dá)系統(tǒng)內(nèi)部的同步性，并通過GPS衛(wèi)星信號保證不同基地雷達(dá)間的同步性；包括GPS天線、PC機(jī)、同步控制器、GPS時(shí)鐘源、LXI協(xié)議接口；GPS天線與GPS時(shí)鐘源相連；GPS時(shí)鐘源的輸出分別與PC機(jī)、同步控制器相連；LXI協(xié)議接口分別與PC機(jī)、同步控制器相連。本實(shí)用新型采用LXI協(xié)議通信，便于遠(yuǎn)程操控；其基于GPS衛(wèi)星的時(shí)鐘同步，成本低，同步精度高；且雷達(dá)工作參數(shù)可以靈活設(shè)置。
文檔編號G01S7/02GK202631729SQ201220296548
公開日2012年12月26日 申請日期2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月25日
發(fā)明者陳澤宗, 李雨鐘, 陳曦, 趙晨 申請人:武漢大學(xué)