[实用新型]一种基于FPGA与以太网的船用雷达信号处理机

说明书

技术领域

本实用新型属于雷达信号处理和显示控制领域，尤其是涉及一种基于FPGA与以太网的船用雷达信号处理机。

背景技术

目前国内外船用雷达信号处理部分由诸多子电路构成，主要包括CPU控制部分、视频信号放大部分、信号处理与控制部分、图形显示与控制部分。其信号处理电路设计比较复杂，主要由单片机和相关外围电路构成，这在一定程度上影响了整个信号处理模块的处理速度和控制精准度。在信号处理专用芯片、通用CPU和微处理器高速发展的今天，传统雷达信号处理器件显然不是最佳选择，其处理速度和控制精准度都不能达到最优化。

近年来，FPGA在雷达信号处理领域的应用越来越广泛。FPGA（Field－Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA具有运行速度快，容易实现大规模系统，内部程序并行运行，接口控制灵活等优点。FPGA作为雷达信号处理机核心，必须将处理后的回波信号传送至显示终端进行显示，这就需要显示终端与FPGA之间具有高速的数据通信能力，并且要求能够通过PC机通过FPGA控制雷达信号处理机。

但目前传统的PC机与FPGA通信方式多为串口通信和USB通信，串口通信具有传输数据率低的缺点，USB通信则在远距离传输时误码率较高。由于雷达回波数据到显示终端一般有较长的距离，且回波信号数据量较大，这使得串口通信和USB通信作为雷达信号处理机与显示模块的通信接口时效果较差，不能满足实时传输需求。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型公开了一种基于FPGA与以太网的船用雷达信号处理机，大大简化了信号处理系统的结构，提高了传输速率，降低信号的传输误码率，实现了数据的实时、高效传输。

为了达到以上目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于FPGA与以太网的船用雷达信号处理机，包括信息处理机构与通信机构，所述信息处理机构包括依次连接的天线、雷达接收机、中放电路、A/D转换电路及FPGA芯片；所述通信机构包括以太网控制器以及PC机，以太网控制器通过以太网络与PC机相连；所述FPGA芯片与以太网控制器连接；天线接收到的回波信号经雷达接收机、中放电路和A/D转换电路后进入到FPGA芯片，FPGA芯片对雷达回波信号进行处理后，将处理后的数据经以太网控制器、以太网络传输到PC机进行显示。

作为本实用新型的一种优选方案，所述FPGA芯片型号为EP4CE15F17C8。该芯片处理速度高、成本低廉，I/O接口丰富，能够有效提高雷达信号处理机性能，调试也非常方便。

作为本实用新型的一种优选方案，所述以太网控制器型号为ENC28J60。该芯片接口简单，管脚数量少，性能稳定，传输速度高，足以满足船用雷达信号处理机数据传输需求。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果：

1.采用FPGA代替传统信号处理方式，使信号处理部分大大简化，具有可靠性高、可移植性好、实时性和灵活性等优点，以FPGA作为整个雷达系统的主控芯片也使得整个雷达系统的设计更加紧凑、高效。

2.采用以太网通信代替传统的串口或USB通信模式，传输速率快、延时小、长距离传输误码率低、组网灵活和易扩展等优点，能够克服串口通信和USB通信中存在的缺点，统控制灵活简单、可视化强、开发成本低。

附图说明

图1为基于FPGA与以太网的船用雷达信号处理机的结构原理示意图；

图2为FPGA芯片与以太网控制器的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。