一種延遲檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種延遲檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法，提供一種基于自發(fā)、自收的延遲檢測(cè)裝置及方法，啟動(dòng)模塊接收外部控制，完成擴(kuò)頻發(fā)送信號(hào)的觸發(fā)，產(chǎn)生一組經(jīng)偽隨機(jī)碼擴(kuò)頻編碼的信號(hào)，并產(chǎn)生計(jì)時(shí)標(biāo)志；所述擴(kuò)頻信號(hào)經(jīng)射頻信道模塊耦合后的信號(hào)，送經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路，A/D轉(zhuǎn)換電路完成模/數(shù)轉(zhuǎn)換后送數(shù)字相關(guān)器，數(shù)字相關(guān)器完成信號(hào)捕獲，并生成相關(guān)峰；計(jì)算電路實(shí)時(shí)計(jì)算啟動(dòng)標(biāo)志和相關(guān)峰之間的時(shí)間，算出信號(hào)流經(jīng)模塊的延遲。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于有延遲估計(jì)的突發(fā)通信等系統(tǒng)，使延遲檢測(cè)具有自動(dòng)化、自適應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，從而增強(qiáng)產(chǎn)品的批量裝備和使用特性，特別適合批量裝備產(chǎn)品的使用。
【專利說(shuō)明】一種延遲檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種延遲檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法，特別是涉及一種適用于突發(fā)通信中 參數(shù)自檢和信號(hào)處理中的延遲檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在二次雷達(dá)等突發(fā)通信系統(tǒng)中，越來(lái)越多產(chǎn)品需對(duì)流經(jīng)信道的時(shí)間延遲進(jìn)行精確 的檢測(cè)，獲取這些高精度的延遲時(shí)間，可以用來(lái)做相位補(bǔ)償、距離計(jì)算以及信道模塊的標(biāo) 校，以增強(qiáng)產(chǎn)品探測(cè)，定位和使用維護(hù)功能。
[0003] 擴(kuò)頻信號(hào)由于有其銳利的相關(guān)峰特性，可以精確的測(cè)量流過(guò)碼片的相位，常被用 來(lái)作為高精度測(cè)量的定標(biāo)基線。
[0004] 二次雷達(dá)包括詢問(wèn)機(jī)和應(yīng)答機(jī)，每個(gè)產(chǎn)品又由射頻模塊和中頻處理模塊構(gòu)成。如 圖1所示，結(jié)合產(chǎn)品的使用和信號(hào)處理的角度來(lái)看，設(shè)備自身的延遲包括信號(hào)發(fā)送延遲，射 頻/中頻延遲和同步處理延遲。發(fā)送延遲指發(fā)送信息的邊界與射頻包絡(luò)之間的延遲；射頻 /中頻延遲指濾波器等模擬器件造成的延遲；同步處理延遲指相關(guān)器引發(fā)的延遲，即CFAR， 這些延遲的總和就是流經(jīng)產(chǎn)品的處理時(shí)間。目前，對(duì)這些延遲的測(cè)量主要有兩種方法。
[0005] -種是通過(guò)儀器設(shè)備完成，比如通過(guò)脈沖功率計(jì)，測(cè)量啟動(dòng)脈沖和檢波脈沖之間 的時(shí)間，可以獲得信號(hào)發(fā)送延遲；通過(guò)信號(hào)源，編碼器，脈沖觸發(fā)器等設(shè)備，模擬接收信號(hào)， 通過(guò)測(cè)量觸發(fā)信號(hào)和同步相關(guān)峰之間的時(shí)間，就可以獲得射頻/中頻延遲和同步處理延 遲。通過(guò)儀器設(shè)備檢測(cè)時(shí)間延遲，不但操作流程繁瑣，而且檢測(cè)結(jié)果是基于特定環(huán)境，特定 的某一單機(jī)設(shè)備，因而不能滿足環(huán)境變化和批量裝備要求，自適應(yīng)性差、使用起來(lái)誤差較 大。
[0006] 另外還有一種方式就通過(guò)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，把估計(jì)值帶入工程中進(jìn)行試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)多次迭 代修改，得出一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值，最終應(yīng)用工程中去。通過(guò)經(jīng)驗(yàn)值的方式，不但有大量的調(diào)試工作 要做，而且固定值難以適應(yīng)于不同環(huán)境和不同單機(jī)的使用要求。
[0007] 總之，現(xiàn)有突發(fā)通信的檢測(cè)延遲的技術(shù)還沒(méi)有達(dá)到自動(dòng)化、自適應(yīng)和高精度的水 平?，F(xiàn)在的電子裝備都要求有自檢功能，同時(shí)，技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)還要求檢測(cè)手段要趨向于智能 化，檢測(cè)結(jié)果要具有普適性，能適應(yīng)不同環(huán)境、不同裝備。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種工作量小，適應(yīng)性強(qiáng)的延遲檢測(cè)裝置及其檢 測(cè)方法。
[0009] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種延遲檢測(cè)裝置，其特征在于：包括射頻信道模 塊和中頻處理模塊；所述射頻模塊包括收發(fā)耦合電路；所述中頻處理模塊包括依次相連的 A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字相關(guān)器、計(jì)算模塊和啟動(dòng)模塊；所述啟動(dòng)模塊又分別與外部控制接口和 收發(fā)耦合電路相連；所述收發(fā)耦合電路又與A/D轉(zhuǎn)換電路相連。
[0010] 作為優(yōu)選，所述耦合電路通過(guò)調(diào)整收發(fā)隔離度實(shí)現(xiàn)。
[0011] 作為優(yōu)選，所述耦合電路到接收支路的信號(hào)強(qiáng)度不小于_55dBm。
[0012] 作為優(yōu)選，所述A/D轉(zhuǎn)換電路采樣位數(shù)不小于12位。
[0013] 基于上述延遲檢測(cè)裝置的延遲檢測(cè)方法，其特征在于：具體方法步驟為：步驟一、 啟動(dòng)模塊接收外部控制，完成擴(kuò)頻發(fā)送信號(hào)的觸發(fā)，產(chǎn)生一組經(jīng)偽隨機(jī)碼擴(kuò)頻編碼的信號(hào)， 并產(chǎn)生計(jì)時(shí)標(biāo)志；步驟二、所述擴(kuò)頻信號(hào)經(jīng)射頻信道模塊耦合后的信號(hào)，送經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電 路，A/D轉(zhuǎn)換電路完成模/數(shù)轉(zhuǎn)換后送數(shù)字相關(guān)器，數(shù)字相關(guān)器完成信號(hào)捕獲，并生成銳利 的相關(guān)峰；步驟三、計(jì)算電路實(shí)時(shí)計(jì)算啟動(dòng)標(biāo)志和相關(guān)峰之間的時(shí)間，從而可以準(zhǔn)確算出信 號(hào)流經(jīng)模塊的延遲。
[0014] 作為優(yōu)選，所述相關(guān)器采用了相關(guān)的匹配濾波器算法。
[0015] 作為優(yōu)選，采用統(tǒng)計(jì)平均法進(jìn)行延遲檢測(cè)，具體方法步驟為：a、設(shè)定總的檢測(cè)次數(shù) N ;b、啟動(dòng)測(cè)量，讓啟動(dòng)模塊開(kāi)始運(yùn)行；c、讀取測(cè)量時(shí)間tn并進(jìn)行累加為總的測(cè)量時(shí)間t，并 對(duì)實(shí)際測(cè)量次數(shù)η進(jìn)行加1 ;d、判斷統(tǒng)計(jì)測(cè)量次數(shù)η是否大于等于N，是則進(jìn)入下一步，否則 執(zhí)行第二步；e、計(jì)算統(tǒng)計(jì)延遲tDelay=t/n。
[0016] 作為優(yōu)選，所述采用統(tǒng)計(jì)平均法進(jìn)行延遲檢測(cè)的方法步驟還包括：步驟a中設(shè)置 有效信號(hào)檢測(cè)超時(shí)時(shí)間，步驟b之后，判斷檢測(cè)時(shí)間是否超時(shí)，是則執(zhí)行步驟e，否則執(zhí)行步 驟c。
[0017] 作為優(yōu)選，所述采用統(tǒng)計(jì)平均法進(jìn)行延遲檢測(cè)的方法步驟還包括：在步驟c中，判 斷測(cè)量時(shí)間t n值是否為0,是則總的測(cè)量時(shí)間t和實(shí)際測(cè)量次數(shù)η不進(jìn)行累加。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于有延遲估計(jì)的突發(fā) 通信等系統(tǒng)，使延遲檢測(cè)具有自動(dòng)化、自適應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，從而增強(qiáng)產(chǎn)品的批量裝備和使用特 性，特別適合批量裝備產(chǎn)品的使用。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1為信號(hào)延遲產(chǎn)生機(jī)理及分布圖。
[0020] 圖2為本發(fā)明其中一實(shí)施例的裝置結(jié)構(gòu)圖。
[0021] 圖3為本發(fā)明其中一實(shí)施例的采用統(tǒng)計(jì)平均法進(jìn)行延遲檢測(cè)的方法流程圖。
[0022] 圖4為本發(fā)明其中一具體實(shí)施例的典型應(yīng)用圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不 用于限定本發(fā)明。
[0024] 本說(shuō)明書(shū)(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖）中公開(kāi)的任一特征，除非特別敘 述，均可被其他等效或者具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征 只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。
[0025] 如圖2所示，一種延遲檢測(cè)裝置，包括射頻信道模塊和中頻處理模塊；所述射頻模 塊包括收發(fā)耦合電路；所述中頻處理模塊包括依次相連的A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字相關(guān)器、計(jì)算 模塊和啟動(dòng)模塊；所述啟動(dòng)模塊又分別與外部控制接口和收發(fā)耦合電路相連；所述收發(fā)耦 合電路又與A/D轉(zhuǎn)換電路相連。整個(gè)設(shè)備裝置可以接受外部控制，根據(jù)需要自動(dòng)完成信號(hào) 延遲的檢測(cè)。
[0026] 本發(fā)明檢測(cè)過(guò)程采用了自發(fā)、自收閉環(huán)通信。收發(fā)耦合電路產(chǎn)生通過(guò)接收支路的 射頻信號(hào)的泄露信號(hào)，確保能形成自發(fā)、自收并產(chǎn)生相關(guān)峰，信號(hào)電平的大小由A/D轉(zhuǎn)換電 路的采樣位數(shù)來(lái)決定。
[0027] 在本具體實(shí)施例中，所述耦合電路通過(guò)調(diào)整收發(fā)隔離度實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)方便，成本低。
[0028] 在本具體實(shí)施例中，所述耦合電路到接收支路的信號(hào)強(qiáng)度不小于_55dBm。
[0029] 在本具體實(shí)施例中，所述A/D轉(zhuǎn)換電路采樣位數(shù)不小于12位。
[0030] 基于上述延遲檢測(cè)裝置的延遲檢測(cè)方法，具體方法步驟為：步驟一、中頻處理模塊 的啟動(dòng)模塊接收外部控制，完成擴(kuò)頻發(fā)送信號(hào)的觸發(fā)，產(chǎn)生一組經(jīng)偽隨機(jī)碼擴(kuò)頻編碼的信 號(hào)，并產(chǎn)生計(jì)時(shí)標(biāo)志，通過(guò)DDS芯片送出激勵(lì)信號(hào)；步驟二、所述擴(kuò)頻信號(hào)經(jīng)射頻信道模塊 耦合后的小信號(hào)，送經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路，A/D轉(zhuǎn)換電路完成模/數(shù)轉(zhuǎn)換后送數(shù)字相關(guān)器，數(shù)字 相關(guān)器完成信號(hào)捕獲，并生成銳利的相關(guān)峰；步驟三、計(jì)算電路實(shí)時(shí)計(jì)算啟動(dòng)標(biāo)志和相關(guān)峰 之間的時(shí)間，從而可以準(zhǔn)確算出信號(hào)流經(jīng)模塊的延遲。
[0031] 在本具體實(shí)施例中，所述相關(guān)器采用了相關(guān)的匹配濾波器算法，能對(duì)偽隨機(jī)信號(hào) 進(jìn)行快速捕獲，相關(guān)峰晃動(dòng)值要小于1/4個(gè)碼片周期。
[0032] 如圖2所示，從圖2中可以看出"自發(fā)"信號(hào)啟動(dòng)后，發(fā)射延遲主要在中頻和射頻 模塊產(chǎn)生，是發(fā)送信息的邊界與射頻包絡(luò)之間的延遲；射頻/中頻延遲是"自收"信號(hào)流經(jīng) 兩個(gè)模塊產(chǎn)生的延遲，主要是信道中的濾波器的延遲；同步處理延遲，是對(duì)"自收"信號(hào)的處 理延遲，由于在本具體實(shí)施例中采用了匹配濾波器，可以實(shí)時(shí)捕獲，中間的運(yùn)算時(shí)鐘可以通 過(guò)計(jì)算扣除。通過(guò)這一機(jī)理的分析，可以對(duì)自發(fā)、自收有深刻理解，不確定、不好測(cè)的延遲只 有前兩種。然而通過(guò)本具體實(shí)施例構(gòu)建的這種自動(dòng)檢測(cè)延遲裝置，在外部觸發(fā)下，不但可以 自動(dòng)地對(duì)每一個(gè)設(shè)備都測(cè)一個(gè)準(zhǔn)確延遲，而且還可以對(duì)應(yīng)于不同環(huán)境進(jìn)行測(cè)量，解決了器 件延遲隨溫度變化的難題。
[0033] 如圖3所示，在本具體實(shí)施例中，采用統(tǒng)計(jì)平均法進(jìn)行延遲檢測(cè)，具體方法步驟 為：a、設(shè)定總的檢測(cè)次數(shù)N ;b、啟動(dòng)測(cè)量，讓啟動(dòng)模塊開(kāi)始運(yùn)行；c、讀取測(cè)量時(shí)間tn并進(jìn)行 累加為總的測(cè)量時(shí)間t，并對(duì)實(shí)際測(cè)量次數(shù)η進(jìn)行加1 ;d、判斷統(tǒng)計(jì)測(cè)量次數(shù)η是否大于等 于Ν，是則進(jìn)入下一步，否則執(zhí)行第二步；e、計(jì)算統(tǒng)計(jì)延遲tDelay=t/n。通過(guò)多次測(cè)試，最后統(tǒng) 計(jì)平均，可以提商精度。
[0034] 其中，可以根據(jù)實(shí)際情況敲定總的檢測(cè)次數(shù)N的值。該程序流程可通過(guò)MCU等控 制器實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)FPGA設(shè)計(jì)一個(gè)狀態(tài)機(jī)，融合在計(jì)算模塊里實(shí)現(xiàn)。
[0035] 在本具體實(shí)施例中，所述采用統(tǒng)計(jì)平均法進(jìn)行延遲檢測(cè)的方法步驟還包括：步驟 a中設(shè)置有效信號(hào)檢測(cè)超時(shí)時(shí)間，步驟b之后，判斷檢測(cè)時(shí)間是否超時(shí)，是則執(zhí)行步驟e，否 則執(zhí)行步驟c。設(shè)置超時(shí)時(shí)間，防止程序意外情況不能檢測(cè)到有效信號(hào)時(shí)，能夠正常退出。
[0036] 在本具體實(shí)施例中，所述采用統(tǒng)計(jì)平均法進(jìn)行延遲檢測(cè)的方法步驟還包括：在步 驟c中，判斷測(cè)量時(shí)間t n值是否為0,是則時(shí)間無(wú)效，總的測(cè)量時(shí)間t和實(shí)際測(cè)量次數(shù)η不 進(jìn)行累加。
[0037] 如圖4所示，是本發(fā)明的一個(gè)典型應(yīng)用。在實(shí)際應(yīng)用中，很多地方需要進(jìn)行測(cè)距， 該圖說(shuō)了在二次雷達(dá)中如何應(yīng)用此方法測(cè)距。二次雷達(dá)的使用流程是：詢問(wèn)機(jī)發(fā)出詢問(wèn)編 碼信號(hào)，應(yīng)答機(jī)接收詢問(wèn)信號(hào)，正確譯碼后，應(yīng)答機(jī)會(huì)發(fā)出應(yīng)答編碼信號(hào)，詢問(wèn)機(jī)接收應(yīng)答 信號(hào)并譯碼。通過(guò)此流程，可以應(yīng)用本發(fā)明裝置或發(fā)明，由圖中信號(hào)流向可知，詢問(wèn)機(jī)能測(cè) 試的總延遲為：

【權(quán)利要求】
1. 一種延遲檢測(cè)裝置，其特征在于：包括射頻信道模塊和中頻處理模塊；所述射頻模 塊包括收發(fā)耦合電路；所述中頻處理模塊包括依次相連的A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字相關(guān)器、計(jì)算 模塊和啟動(dòng)模塊；所述啟動(dòng)模塊又分別與外部控制接口和收發(fā)耦合電路相連；所述收發(fā)耦 合電路又與A/D轉(zhuǎn)換電路相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的延遲檢測(cè)裝置，其特征在于：所述耦合電路通過(guò)調(diào)整收發(fā)隔 尚度頭現(xiàn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的延遲檢測(cè)裝置，其特征在于：所述耦合電路到接收支路 的信號(hào)強(qiáng)度不小于_55dBm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的延遲檢測(cè)裝置，其特征在于：所述A/D轉(zhuǎn)換電路采樣位數(shù)不 小于12位。
5. 基于上述延遲檢測(cè)裝置的延遲檢測(cè)方法，其特征在于：具體方法步驟為：步驟一、啟 動(dòng)模塊接收外部控制，完成擴(kuò)頻發(fā)送信號(hào)的觸發(fā)，產(chǎn)生一組經(jīng)偽隨機(jī)碼擴(kuò)頻編碼的信號(hào)，并 產(chǎn)生計(jì)時(shí)標(biāo)志；步驟二、所述擴(kuò)頻信號(hào)經(jīng)射頻信道模塊耦合后的信號(hào)，送經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路， A/D轉(zhuǎn)換電路完成模/數(shù)轉(zhuǎn)換后送數(shù)字相關(guān)器，數(shù)字相關(guān)器完成信號(hào)捕獲，并生成相關(guān)峰； 步驟三、計(jì)算電路實(shí)時(shí)計(jì)算啟動(dòng)標(biāo)志和相關(guān)峰之間的時(shí)間，算出信號(hào)流經(jīng)模塊的延遲。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的延遲檢測(cè)方法，其特征在于：所述相關(guān)器采用了相關(guān)的匹配 濾波器算法。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的延遲檢測(cè)方法，其特征在于：采用統(tǒng)計(jì)平均法進(jìn)行延遲 檢測(cè)，具體方法步驟為：a、設(shè)定總的檢測(cè)次數(shù)N ;b、啟動(dòng)測(cè)量，讓啟動(dòng)模塊開(kāi)始運(yùn)行；c、讀取 測(cè)量時(shí)間tn并進(jìn)行累加為總的測(cè)量時(shí)間t，并對(duì)實(shí)際測(cè)量次數(shù)η進(jìn)行加1 ;d、判斷統(tǒng)計(jì)測(cè)量 次數(shù)η是否大于等于N，是則進(jìn)入下一步，否則執(zhí)行第二步；e、計(jì)算統(tǒng)計(jì)延遲tDelay=t/n。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的延遲檢測(cè)方法，其特征在于：所述采用統(tǒng)計(jì)平均法進(jìn)行延遲 檢測(cè)的方法步驟還包括：步驟a中設(shè)置有效信號(hào)檢測(cè)超時(shí)時(shí)間，步驟b之后，判斷檢測(cè)時(shí)間 是否超時(shí)，是則執(zhí)行步驟e，否則執(zhí)行步驟c。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的延遲檢測(cè)方法，其特征在于：所述采用統(tǒng)計(jì)平均法進(jìn)行延遲 檢測(cè)的方法步驟還包括：在步驟c中，判斷測(cè)量時(shí)間&值是否為0,是則總的測(cè)量時(shí)間t和 實(shí)際測(cè)量次數(shù)η不進(jìn)行累加。
【文檔編號(hào)】H04B17/00GK104092504SQ201410348544
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】張洪波 申請(qǐng)人:四川九洲電器集團(tuán)有限責(zé)任公司