新型高速導航雷達記錄回放系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種新型高速導航雷達記錄回放系統，用于對雷達接收信號進行回放處理，包括：一采集接口，采集多種型號雷達視頻信號及其對應標志位信號；一數據采集卡，與上述采集接口的輸出端相連；一PC主機，與上述數據采集卡的輸出端相連，接受并存儲所述采集數據；一數字輸入輸出卡，與所述PC主機的輸出端相連；一回放接口，與所述數字輸入輸出卡的輸出端相連；一雷達終端，與所述回放接口的輸出端相連。本系統具有記錄數據率高、存儲容量大、通用性強、性價比高的特點，具有廣泛的推廣應用前景。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及新型高速導航雷達記錄回放系統。
技術介紹
隨著現代雷達技術的飛速發展，寬頻帶、復雜信號波形和高速數字處理技術在雷達系統中得到了廣泛的應用，為了適應日益提高的雷達工作指標和對各種信息處理算法、系統工作參數的優化設計要求，在現代雷達系統設計中，高性能的雷達數據采集記錄設備為重現雷達探測畫面，分析目標參數，研究雷達系統工作性能提供了重要的技術手段，在軍用和民用雷達系統中都廣泛應用高速數據采集記錄設備進行雷達信號數據采集、應用各種算法方法對雷達信號數據進行分析，為雷達系統的優化設計提供依據。·早期的雷達信號記錄設備主要有錄音機型雷達數據記錄儀和錄像機型雷達圖像記錄儀等兩種，發展到后期，出現了基于工控機結構的雷達信號記錄儀，它由視頻和語音信號采集卡、方位采集卡、工控機等設備組成。目前廣泛使用的雷達信息記錄設備普遍采用了數字式記錄方式，記錄介質一般采用磁盤。與以往模擬式雷達數據記錄儀相比，數字式雷達信息記錄設備的主要優點是易于擴充容量，數據復制無失真并能夠長期保存，同時也便于進行事后的數據回放和分析處理。由于現代雷達信號形式復雜，且具有全相參、寬頻帶、大動態的特點，因此對雷達信號數據的采集設備必須滿足高精度、大動態、高速率的要求，同時數據的高速回放和實時顯示己成為新型高速大容量數據采集設備的重要功能。傳統的記錄儀系統存在采樣率偏低，記錄時間短，處理速度慢且成本高等缺點，逐漸不能滿足各領域需求，針對以上情況設計開發了新型高速采樣導航雷達數據記錄回放系統，采樣頻率高達120MHz，記錄設備首先采用高速A/D轉換器將雷達系統輸出的模擬視頻信號轉換為數字信號，然后通過高速數據傳輸接口或數據總線將高速的雷達數據流送給大容量磁盤陣列進行存儲記錄。近年來數據的高速采集回放系統已廣泛應用于雷達、水聲探測、遙測、遙感、資源勘測、無損檢測等信息采集記錄和實時分析系統中。開發超高速采集回放系統，適應現代雷達系統發展，對雷達系統的優化設計具有一定的理論和工程意義。
技術實現思路
針對上述問題，本技術的提供了一種新型高速導航雷達記錄回放系統，現場采集大量的雷達信號數據，為雷達數據處理技術的研究提供仿真驗證和性能評估依據。本技術的新型超高速導航雷達數據記錄回放系統采集導航雷達在不同海況下的視頻信號、多種標志位信號，使用自定義的數據格式，以文件形式記錄到計算機硬盤，也可以將保存的數據文件還原為原始的雷達視頻及多種標志位信號發送給雷達終端，復現導航雷達工作的真實情況。在雷達調試過程中，需要檢驗雷達在真實環境中運行的參數。在雷達使用過程中，需要實時記錄雷達的工作狀態信息，便于出現問題后進行問題復現并定位。高性能雷達數據采集回放系統為雷達信號數據分析所應用的各種算法提供依據，為重現雷達探測畫面、分析目標參數及雷達系統的優化設計提供依據。因此超高速導航雷達記錄回放系統在軍用和民用雷達系統中都有廣泛應用。具體來說，本技術的技術方案是，一種新型高速導航雷達記錄回放系統，用于對雷達接收信號進行回放處理，其特征在于，包括一采集接口，采集多種型號雷達視頻信號及其對應標志位信號；一數據采集卡，與上述采集接口的輸出端相連；一 PC主機，與上述數據采集卡的輸出端相連，接受并存儲所述采集數據；—數字輸入輸出卡，與所述PC主機的輸出端相連；一回放接口，與所述數字輸入輸出卡的輸出端相連； 一雷達終端，與所述回放接口的輸出端相連。比較好的是，所述采集接口進一步包括一擴展模塊，通過模擬電路對所述雷達接收視頻信號及其對應標志位信號進行調理；一核心模塊，其輸入端與所述擴展模塊的輸出端相連，其輸出端連接所述數據采集卡的輸入端。比較好的是，所述系統進一步包括若干外部設備，包括與所述PC主機相連的顯示器，鍵盤和鼠標。比較好的是，所述采集接口進一步包括若干串口、網絡接口及相應的通信、編解碼芯片，用于擴展。比較好的是，所述數據采集卡和所述數字輸入輸出卡均采用PCI-XXX。高速高分辨率的雷達信號采集系統中，高寬帶數據傳輸往往成為很多系統的瓶頸，隨著計算機總線技術的發展，PCI總線技術可以解決系統高數據吞吐量的問題。新型超高速導航雷達數據記錄回放系統涉及的雷達數據高速采集、大容量存儲和實時回放處理技術是在基于PCI總線的高速數據采集卡的硬件基礎上，借助于PCI總線數據采集卡驅動集成軟件和Microsoft Direct X軟件開發包，在Visual Studio軟件環境下完成高速數據采集、數據傳輸和存儲，利用Direct Draw實現雷達數據高速、實時回放顯示。應用這些技術構建的超高速導航雷達采集記錄和實時回放處理系統具有記錄數據率高、存儲容量大、通用性強、性價比高的特點，具有廣泛的推廣應用前景。在設計過程中為了縮短開發時間及提高系統的通用性及可升級性，使用商用PCI-XXX高速數據采集卡和PCI-XXX高速數字輸入輸出卡。系統在高速采集的同時，需要實時保存采集數據到計算機磁盤，高速磁盤讀寫技術可以在高速采集的同時，將數據存儲在磁盤中，確保數據的完整性。上位機軟件實時監控系統的工作狀態，更好地實現人機交互功能，實時模擬航海雷達顯控界面。隨著雷達技術的進步，航海雷達型號多樣化，采集接口和回放接口可解決多型號船用導航雷達兼容性問題。整機系統模塊化設計大大提升了系統的通用性和可維護性。附圖說明下面，參照附圖，對于熟悉本
的人員而言，從對本技術的詳細描述中，本技術的上述和其他目的、特征和優點將顯而易見。圖I是本技術的結構框圖；圖2是圖I中采集接口 I的結構框圖；圖3是圖I中回放接口 4的結構框圖；圖4是數據采集與PCI總線傳輸時序分配圖；圖5是本技術的記錄回放出的示意圖。具體實施方式請參見圖I所示，本技術的高速導航雷達記錄回放系統包括采集接口 1，數據采集卡2，數字輸入輸出卡3，回放接口 4，雷達終端5，PC主機6，顯示器7，硬盤8，鍵盤9，鼠標10。其中，采集接口 I在采集時完成多種型號雷達視頻信號及其對應標志位信號(觸發、方位、船首、數字羅經、計程儀、GPS等)的標準化處理。并通過數據采集卡2傳送給主機6，主機6通過其PCI接口輸出相關信號給數字輸入輸出卡3，回放接口 4在回放時，將主機6存儲并輸出的數字信號轉換成相應的視頻模擬信號及與主脈沖同步的時標信號，同時設 計相應的驅動增強電路，保證其有足夠的驅動能力驅動雷達顯示終端5。主機6主要使用數據采集卡2和數字輸入輸出卡3提供的SDK，完成數據的采集和存儲。顯示則主要采用DirectX提供的SDK實現雷達畫面的實時顯示。以下詳細介紹本技術的進一步組成。考慮不同導航雷達視頻信號、標志位信號具有不同的電氣特性，采集接口 I分為擴展模塊11和核心模塊12，在擴展模塊11中主要通過模擬電路對雷達收發機下來的標準位信號進行調理，即對不同電氣特性(模擬輸入、數字輸入；單端輸入、差分輸入等)的視頻、標志位信號完成阻抗匹配、極性及動態范圍調整等工作。為了以后擴展，在采集接口 I上串口、網絡接口及相應的通信、編解碼芯片，保證記錄回放系統能夠滿足多種型號導航雷達的需求。核心模塊12與擴展模塊11的輸出端相連，將擴展模塊11處理后的雷達視頻信號、標志位信號提供給數據采集卡2，其中還包括對回波重頻的自適本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種新型高速導航雷達記錄回放系統，用于對雷達接收信號進行回放處理，其特征在于，包括：一采集接口，采集多種型號雷達視頻信號及其對應標志位信號；一數據采集卡，與上述采集接口的輸出端相連；一PC主機，與上述數據采集卡的輸出端相連，接受并存儲所述采集數據；一數字輸入輸出卡，與所述PC主機的輸出端相連；一回放接口，與所述數字輸入輸出卡的輸出端相連；一雷達終端，與所述回放接口的輸出端相連。

【技術特征摘要】
1.一種新型高速導航雷達記錄回放系統，用于對雷達接收信號進行回放處理，其特征在于，包括 一采集接口，采集多種型號雷達視頻信號及其對應標志位信號； 一數據采集卡，與上述采集接口的輸出端相連； 一 PC主機，與上述數據采集卡的輸出端相連，接受并存儲所述采集數據； 一數字輸入輸出卡，與所述PC主機的輸出端相連； 一回放接口，與所述數字輸入輸出卡的輸出端相連； 一雷達終端，與所述回放接口的輸出端相連。2.根據權利要求I所述的新型高速導航雷達記錄回放系統，其特征在于，所述采集接口進一步包括 一擴展模塊，通過模擬電路對所述雷達接...

【專利技術屬性】
技術研發人員：羅來金，夏念，
申請(專利權)人：上海廣電通信技術有限公司，
類型：實用新型
國別省市：