基于VPX架构的主被动雷达复合导引头处理机系统技术方案

本发明专利技术提供了基于VPX架构的主被动雷达复合导引头处理机系统，包括处理机背板、接口时序、主动采集发射、被动采集处理、雷达信号处理以及雷达图像处理六个单元，各单元模块通过SRIO、RS485、GPIO等接口与信号处理机内部其它模块进行数据交互。利用不同单元的组合，可以单独采用主动雷达SAR成像、主动雷达单脉冲、被动雷达三种工作模式，实现主动雷达SAR成像模式下的大前斜SAR成像、SAR图像匹配和定位，主动雷达单脉冲模型下目标的检测、测距、测角和跟踪以及被动雷达模式下目标的搜索测向等功能。该系统满足了三种工作模式的一体化需求，可以利用雷达信号处理单元接收控制指令，完成对各模式的切换。

【技术实现步骤摘要】
基于VPX架构的主被动雷达复合导引头处理机系统
本专利技术涉及一种基于VPX架构的主被动雷达复合导引头处理机系统，适用于与雷达相关的武器装备产品，涉及基于VPX架构的符合雷达导引头数据采集及处理方案。
技术介绍
雷达导引头主动雷达与被动雷达在性能上互补，可以提升武器系统的性能。目前，弹载平台上雷达功能模块相互独立，没有实现主动雷达与被动雷达的一体化设计。因此，需要实现各模块的高速互联，实现不同工作模式的一体化设计。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，本专利技术提出了基于VPX架构的主被动雷达复合导引头处理机系统，该系统能够满足主动雷达SAR成像、主动雷达单脉冲、被动雷达三种工作模式的一体化处理需求，各工作模式可单独实现且可灵活进行切换，具有通用性强、灵活性高的特点。本专利技术的技术解决方案是：基于VPX架构的主被动雷达复合导引头处理机系统，其特征在于包括：背板、接口时序单元、主动采集发射单元、被动采集处理单元、雷达信号处理单元、雷达图像处理单元；接口时序单元、主动采集发射单元、被动采集处理单元、雷达信号处理单元、雷达图像处理单元均安装在背板上，通过高速互联总线实现互联；高速互联总线包括：RS485总线；系统具有三种工作模式：分别为：主动雷达SAR成像模式、主动雷达单脉冲模式、被动雷达模式；接口时序单元从外部接收控制帧送至雷达信号处理单元，雷达信号处理单元对控制帧进行解析，得到需要执行的工作模式，切换为需要执行的工作模式；需要执行的工作模式为主动雷达SAR成像模式时，接口时序单元从外部接收控制信号；通过背板的RS485总线向主动采集发射单元发送；主动采集发射单元，在控制信号控制下，根据要发送至外部的发射波形(发射波形预存在主动采集发射单元中)，产生中频数字信号，通过数模转换得到中频模拟信号送至外部综合信道(外部综合信道，能够对信号进行变频处理后通过与其连接的天线发射信号)；然后，接收外部综合信道的四路模拟信号(即发送至外部的信号的回波信号，四路是由于外部综合信道分成四个区接收与其连接的天线接收到的信号，接收天线分成四个区接收信号)，对其进行预处理，包括采样、脉冲压缩，将预处理后的信号，通过高速互联总线传输给雷达信号处理单元和雷达图像处理单元；雷达信号处理单元和雷达图像处理单元，共同配合按照预先设定的雷达SAR成像处理方式对预处理后的信号进行信号处理后，实现大前斜SAR成像、SAR图像匹配和定位。需要执行的工作模式为主动雷达单脉冲模式时，接口时序单元从外部接收控制信号；通过背板的RS485总线向主动采集发射单元发送；主动采集发射单元，在控制信号控制下，根据要发送至外部的发射波形(发射波形预存在主动采集发射单元中)，产生中频数字信号，通过数模转换得到中频模拟信号送至外部综合信道；然后，接收外部综合信道的四路模拟信号(即发送至外部的信号的回波信号，四路是由于外部综合信道分成四个区接收与其连接的天线接收到的信号，接收天线分成四个区接收信号)，对其进行预处理，预处理包括采样、脉冲压缩，将预处理后的信号，通过高速互联总线传输给雷达信号处理单元；雷达信号处理单元，按照预先设定的单脉冲信号处理方式对预处理后的信号进行信号处理后，处理结果返回外部(即弹上总体，弹上导引头以外的部分)。需要执行的工作模式为被动雷达模式时，接口时序单元从外部接收控制信号，通过背板的RS485总线向被动采集处理单元发送；被动采集处理单元在控制信号控制下，将自身产生的同步串口前向数据和两级STC衰减信号通过接口发送至外部综合信道，控制外部综合信道响应相应指令，外部综合信道反馈一个回报数据送给被动采集处理单元；被动采集处理单元在收到回报数据后，对外部目标发送的射频信号经综合信道下变频后形成中频信号，对中频信号先进行数字信道化处理，然后进行参数测量，根据预先设定的分选标准，进行信号分选，得到分选后的信号，将分选后的信号送至雷达信号处理单元；雷达信号处理单元按照预先设定的测向算法，实现对目标的测向和跟踪。优选的，外部弹上总体向处理机系统发送导航控制信号，其包含目标及弹体相应信息。处理机系统将测量结果返回至弹上总体。此外，处理机系统通过控制接口与综合信道及主动相控阵天线进行通信。优选的，所述背板与各单元间由三个VPX高速连接器构成，这三个连接器分别用于电源轨道和系统管理总线、高速互联专用接口和交换槽信号通道。优选的，所述各单元模块通过SRIO、RS485、GPIO等接口与信号处理机内部其它模块进行数据交互。优选的，所述接口时序单元向主动采集发射单元发送同步握手信号、CPI和PRF信号，发送惯导数据、程控指令等控制信号；向被动采集处理单元发送CPI信号，并接收来自其的衰减控制等信号，将接收到的信号发送至外部综合信道，得到综合信道的回报数据后将其再传递给被动采集处理单元；接口时序单元与雷达信号处理单元及雷达图像处理单元进行双向通信。接口时序单元中的CPLD对其他各单元的工作时序进行控制。优选的，所述主动采集发射单元完成1路中频信号的发射，4路中频信号的采集，对采集信号进行预处理后通过背板高速接口发送给雷达信号处理单元。优选的，所述被动采集处理单元完成8路被动中频信号的采集、数字信道化、信号脉冲测量、信号分选和被动测向等功能。优选的，所述雷达信号处理单元用于实现导引头的控制。通过背板和接口时序单元与综控机和遥测系统实时通讯，接收来自接口时序单元的控制帧，完成各工作模式控制及切换；完成主动雷达的单脉冲信号处理、抗干扰算法实现，完成SAR成像部分算法的功能，同时具备配合被动采集处理板完成被动雷达测向算法实现等功能。优选的，所述雷达图像处理单元与雷达信号处理单元配合雷达SAR成像算法和匹配算法等功能。优选的，主动雷达SAR成像工作模式利用接口时序单元、主动采集发射单元、雷达图像处理单元以及雷达信号处理单元,实现主动雷达的SAR成像、匹配和定位功能。优选的，主动雷达单脉冲工作模式利用接口时序单元、主动采集发射单元以及雷达信号处理单元，实现目标的检测、测距、测角和跟踪功能。优选的，被动雷达工作模式利用接口时序单元、被动采集处理单元及雷达信号处理单元,实现被动雷达目标搜索和测向功能；优选的，高速互联总线，包括：SRIO总线和RS485总线；选用SRIO总线进行信息交互，传输速率2.5Gbps，高速互联总线包括的低速的RS485总线，最高传输速率为6Mbps。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术的系统通过VPX标准架构，可实现主动雷达SAR、主动雷达单脉冲、被动雷达三种工作模式的灵活配置，具有通用性强的优点。(2)本专利技术的系统通过板间高速SRIO总线实现处理单元中六片八核DSP768GFLOPs峰值处理能力，满足SAR成像系统计算需求。(3)本专利技术的系统满足了主动雷达SAR、主动雷达单脉冲、被动雷达三种工作模式的一体化需求，具有集成度高，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于VPX架构的主被动雷达复合导引头处理机系统，其特征在于包括：背板、接口时序单元、主动采集发射单元、被动采集处理单元、雷达信号处理单元、雷达图像处理单元；/n接口时序单元、主动采集发射单元、被动采集处理单元、雷达信号处理单元、雷达图像处理单元均安装在背板上，通过高速互联总线实现互联；/n高速互联总线包括：RS485总线；/n系统具有三种工作模式：分别为：主动雷达SAR成像模式、主动雷达单脉冲模式、被动雷达模式；/n接口时序单元从外部接收控制帧送至雷达信号处理单元，雷达信号处理单元对控制帧进行解析，得到需要执行的工作模式，切换为需要执行的工作模式；/n需要执行的工作模式为主动雷达SAR成像模式时，接口时序单元从外部接收控制信号；通过背板的RS485总线向主动采集发射单元发送；/n主动采集发射单元，在控制信号控制下，根据要发送至外部的发射波形，产生中频数字信号，通过数模转换得到中频模拟信号送至外部综合信道；然后，接收外部综合信道的四路模拟信号，对其进行预处理，包括采样、脉冲压缩，将预处理后的信号，通过高速互联总线传输给雷达信号处理单元和雷达图像处理单元；/n雷达信号处理单元和雷达图像处理单元，共同配合按照预先设定的雷达SAR成像处理方式对预处理后的信号进行信号处理后，实现大前斜SAR成像、SAR图像匹配和定位；/n需要执行的工作模式为主动雷达单脉冲模式时，接口时序单元从外部接收控制信号；通过背板的RS485总线向主动采集发射单元发送；/n主动采集发射单元，在控制信号控制下，根据要发送至外部的发射波形，产生中频数字信号，通过数模转换得到中频模拟信号送至外部综合信道；然后，接收外部综合信道的四路模拟信号，对其进行预处理，预处理包括采样、脉冲压缩，将预处理后的信号，通过高速互联总线传输给雷达信号处理单元；/n雷达信号处理单元，按照预先设定的单脉冲信号处理方式对预处理后的信号进行信号处理后，处理结果返回外部；/n需要执行的工作模式为被动雷达模式时，接口时序单元从外部接收控制信号，通过背板的RS485总线向被动采集处理单元发送；/n被动采集处理单元在控制信号控制下，将自身产生的同步串口前向数据和两级STC衰减信号通过接口发送至外部综合信道，控制外部综合信道响应相应指令，外部综合信道反馈一个回报数据送给被动采集处理单元；/n被动采集处理单元在收到回报数据后，外部目标发送的射频信号经外部综合信道下变频后形成中频信号，被动采集处理单元对中频信号先进行数字信道化处理，然后进行参数测量，根据预先设定的分选标准，进行信号分选，得到分选后的信号，将分选后的信号送至雷达信号处理单元；/n雷达信号处理单元按照预先设定的测向算法，实现对目标的测向和跟踪。/n...

【技术特征摘要】
1.基于VPX架构的主被动雷达复合导引头处理机系统，其特征在于包括：背板、接口时序单元、主动采集发射单元、被动采集处理单元、雷达信号处理单元、雷达图像处理单元；
接口时序单元、主动采集发射单元、被动采集处理单元、雷达信号处理单元、雷达图像处理单元均安装在背板上，通过高速互联总线实现互联；
高速互联总线包括：RS485总线；
系统具有三种工作模式：分别为：主动雷达SAR成像模式、主动雷达单脉冲模式、被动雷达模式；
接口时序单元从外部接收控制帧送至雷达信号处理单元，雷达信号处理单元对控制帧进行解析，得到需要执行的工作模式，切换为需要执行的工作模式；
需要执行的工作模式为主动雷达SAR成像模式时，接口时序单元从外部接收控制信号；通过背板的RS485总线向主动采集发射单元发送；
主动采集发射单元，在控制信号控制下，根据要发送至外部的发射波形，产生中频数字信号，通过数模转换得到中频模拟信号送至外部综合信道；然后，接收外部综合信道的四路模拟信号，对其进行预处理，包括采样、脉冲压缩，将预处理后的信号，通过高速互联总线传输给雷达信号处理单元和雷达图像处理单元；
雷达信号处理单元和雷达图像处理单元，共同配合按照预先设定的雷达SAR成像处理方式对预处理后的信号进行信号处理后，实现大前斜SAR成像、SAR图像匹配和定位；
需要执行的工作模式为主动雷达单脉冲模式时，接口时序单元从外部接收控制信号；通过背板的RS485总线向主动采集发射单元发送；
主动采集发射单元，在控制信号控制下，根据要发送至外部的发射波形，产生中频数字信号，通过数模转换得到中频模拟信号送至外部综合信道；然后，接收外部综合信道的四路模拟信号，对其进行预处理，预处理包括采样、脉冲压缩，将预处理后的信号，通过高速互联总线传输给雷达信号处理单元；
雷达信号处理单元，按照预先设定的单脉冲信号处理方式对预处理后的信号进行信号处理后，处理结果返回外部；
需要执行的工作模式为被动雷达模式时，接口时序单元从外部接收控制信号，通过背板的RS485总线向被动采集处理单元发送；
被动采集处理单元在控制信号控制下，将自身产生的同步串口前向数据和两级STC衰减信号通过接口发送至外部综合信道，控制外部综合信道响应相应指令，外部综合信道反馈一个回报数据送给被动采集处理单元；
被动采集处理单元在收到回报数据后，外部目标发送的射频信号经外部综合信道下变频后形成中频信号，被动采集处理单元对中频信号先进行数字信道化处理，然后进行参数测量，根据预先设定的分选标准，进行信号分选，得到分选后的信号，将分选后的信号送至雷达信号处理单元；
雷达信号处理单元按照预先设定的测向算法，实现对目标的测向和跟踪。


2.据权利要求1所述的基于VPX架构的主被...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴宗武，孙宇哲，刘乃强，王喆，史常丽，李爽，宗平，钟欣雨，门宇博，段岑薇，王冲，肖荣双，
申请(专利权)人：航天恒星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11