[发明专利]一种用于随机极化雷达的综合电子系统

说明书

本发明属于随机信号雷达和极化雷达数字处理领域，具体涉及一种用于随机极化雷达的综合电子系统，包括：主FPGA芯片、4路模拟数字转换器、4路数字模拟转换器、2路IQ调制器、时钟管理模块、电源管理模块、调试模块、遥测采集模块和接口模块；主FPGA芯片，用于产生各类时序控制信号；产生正交的发射基带波形数据并发送至4路数字模拟转换器；还用于接收量化的基带回波数据发送至地检子系统；4路数字模拟转换器和2路IQ调制器，用于将发射基带波形数据进行数模转换和IQ调制；4路模拟数字转换器，用于对基带回波采样量化发送至主FPGA芯片；调试模块用于对主FPGA芯片调试；遥测采集模块对雷达其他子系统状态遥测进行采集；接口模块提供各个对外接口。

技术领域

本发明属于随机信号雷达和极化雷达数字处理技术领域，具体地说，涉及一种用于随机极化雷达的综合电子系统。

背景技术

传统分时全极化雷达通常使用两个发射脉冲获得极化散射矩阵。对于复杂雷达目标或高速机动目标，相邻脉冲间的时间去相干会引入测量误差，对散射测量互异性造成破坏。随机极化雷达可在一个脉冲内获得目标极化散射矩阵的四个元素，克服了传统分时极化雷达最大不模糊距离的减小以及时间去相干所引入的测量误差和对散射测量互异性的破坏，可用于实现对复杂雷达目标和高速机动目标的瞬态全极化测量，与传统分时极化雷达相比在目标检测、抗干扰和目标识别等方面具有较大优势。

综合电子设备是随机极化雷达的核心电子学系统，完成雷达的通信遥测、时序控制、回波信号采集、发射波形产生和数据传输等功能。现有技术对于上述功能都是分开设计的，由不同的单机分别实现其中一项或几项功能，导致整体结构重量大、体积大和功耗高。实际应用中随机极化雷达的集成度越来越高，对于综合电子设备提出了重量轻、体积小、功耗低的更高需求。因此，要减少模块之间的电缆连接数，尽量使模块间器件复用，对于综合电子系统需要进行一体化、集成化设计。

随着现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)技术的发展，FPGA的内部资源越来越丰富，性能越来越高。因此，基于高性能的FPGA芯片，结合多路的模拟数字转换(Analog-to-Digital Converter，ADC)、数字模拟转换(Digital-to-AnalogConverter，DAC)、光纤接口、串口等将雷达通信遥测、时序控制、回波信号采集、发射波形产生、数据传输等功能集成化设计变得可行。

另外，现有技术存在数字单机和互联电缆的数量的过多，造成随机极化雷达体积大、功耗高、重量大的问题。

发明内容

为解决现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种用于随机极化雷达的综合电子系统，该系统包括：

主FPGA芯片、4路模拟数字转换器、4路数字模拟转换器、2路IQ调制器、时钟管理模块、电源管理模块、调试模块、遥测采集模块和接口模块；

所述主FPGA芯片，用于根据接收的通过串口通信接口相连接的地检子系统发送的指令，产生各类时序控制信号发送至其他模块或通过相应的接口发送至随机极化雷达的其他子系统；

还用于产生第一随机信号的I路和Q路波形数据，以及第二随机信号的I路和Q路波形数据；第一随机信号的波形和第二随机信号的波形正交，并将其发送至4路数字模拟转换器；

还用于接收4路模拟数字转换器发送的采样量化后的基带回波数据和接收遥测采集模块发送的采样量化后的遥测数据；将采样量化后的遥测数据和基带回波数据填入科学数据包，通过光纤通信接口将填入后的科学数据包发送至地检子系统；将采样量化后的遥测数据填入遥测数据包，通过串口通信接口将填入后的遥测数据包发送至地检子系统；

所述4路模拟数字转换器，用于分别将射频子系统中的第一接收机输出的基带回波信号I1和Q1，射频子系统中的第二接收机输出的基带回波信号I2和Q2进行采样量化，得到采样量化后的基带回波数据，发送至主FPGA芯片；