多普勒雷达多接收站同步设备制造技术

本发明专利技术涉及一种多普勒雷达多接收站同步设备。包括一块主站时间同步卡、两块单收站时间同步卡和三台ＧＰＳ时间码及频率发生器。多普勒雷达多接收站同步设备利用了ＧＰＳ免费的资源和同步技术，主站时间同步卡和单收站时间同步卡的核心处理器件采用了可编程逻辑阵列ＦＰＧＡ：ＸＣ２Ｖ１０００－５ＦＧ２５６，此器件体积小、集成度高、性能稳定、可靠性好。主站ＰＲＦ与单收站ＰＲＦ的同步误差在１００ｎｓ之内。接口信号采用标准的差分形式，可以适应各种需要。本发明专利技术利用常用的ＧＰＳ和计算机结合的计算机插卡完成多接收站的时间同步，成本小，精度高，加装方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于GPS的多接收站雷达时间同步器，尤其涉及一种多普勒雷达多 接收站同步设备。
技术介绍
在现有技术中没有多接收站多普勒雷达在不同地点、同步时间，在不同站产生同频率同 相位的PRF同步信号。
技术实现思路
1、所要解决的技术问题 针对以上所述的问题，本专利技术所提供一套采用GPS同步技术，以计算机插卡的形式实现功能的时间同步系统，为雷达的单接收站提供和主站频率相同、相位同步的PRF信号。2、 技术方案本专利技术包括一块主站时间同步卡、两块单收站时间同步卡和三台GPS时间码及频率发生 器。在主站时间同步卡的FPGA芯片中预先把各种模式下每个仰角对应的PRF数据存储在相应 的ROM里，根据体扫模式和主雷达提供的仰角信息调用ROM的数据，在每一个径向起始产生一 个中断，且暂存此时刻的方位、仰角、GPS的时间码及雷达工作状态信息，以备中断处理程 序读取。主站数据处理接收到中断时刻的信息后，通过网络传送给单收站的数据处理，然后 根据模式、仰角、GPS时间码计算下一个径向脉冲起始的时刻，并把信息打包成与主站相同 的格式写给单收站时间同步卡，单收站时间同步卡把从数据处理来的时间信息和GPS送来的 时间信息比对， 一旦相等"即下一个径向起始时刻到来"便产生一个START信号，再结合收 到的模式、仰角及工作状态信息产生与主站同步的主脉冲信号。开机时由主站数据处理向主 站时间同步卡置modell、 mode21、 mode31体扫工作模式中的一种。主站时间同步卡和单收站 时间同步卡的核心处理器件采用了可编程逻辑阵列FPGA: XC2V1000-5FG256。3、 有益效果本专利技术利用常用的GPS和计算机结合的计算机插卡完成多接收站的时间同步，成本小， 精度高，加装方便。附图说明图l为本专利技术的原理框具体实施例方式多普勒雷达多接收站同步设备釆用一个有发射机的传统多普勒气象雷达，同时在该 雷达的周围较远的地方配置一个或多个无源接收站，从而确保对空间的任一分辨单元， 可以有多个接收站同时接收其多普勒信号，再通过一定的数学算法，即可在短时间内获 取监视空域的三维风矢量。同步设备的主要作用就是为无源接收站提供与主站同步的 PRF、 10MHz基准信号。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细地说明。表1为本专利技术系统组成表；表2至表5为本专利技术中主雷达体扫工作模式及每种仰角的工作方式； 表6为本专利技术中本系统与数据处理的接口格式。表1专利技术系统组成<table>table see original document page 4</column></row><table>表2体扫模式mode31<table>table see original document page 5</column></row><table><table>table see original document page 6</column></row><table>表4体扫模式model 1<table>table see original document page 7</column></row><table>注1. CS: Contiguous Surveillance (连续监视) 2. CD: Contiguous Doppler (连续多普勒)表5 PRF周期数据<table>table see original document page 8</column></row><table>表6送主站数据处理的数据格式<table>table see original document page 9</column></row><table>图l，多普勒雷达多接收站同步设备包括一块主站时间同步卡、两块单收站时间同步卡和三台GPS时间码及频率发生器(见表1)。开机时由主站数据处理向主站时间同 步卡置modell、 mode21、 mode31体扫工作模式(见表2 表5)中的一种。在主站时间同步卡的FPGA芯片中预先把各种模式下每个仰角对应的PRF数据存储在相应的R0M里， 根据体扫模式和主雷达提供的仰角信息调用ROM的数据，在每一个径向起始产生一个中 断，且暂存此时刻的方位、仰角、GPS的时间码及雷达工作状态等信息，以备中断处理 程序读取。系统要求送给单收站的时间信息精确到纳秒(ns)，而GPS送出的时间信息 最小精度只能到亳秒(ms)，所以主站同步卡必需自己产生纳秒的数据。主站数据处理 接收到中断时刻的信息后，通过网络传送给单收站的数据处理，然后根据模式、仰角、 GPS时间码计算下一个径向脉冲起始的时刻，并把信息打包成与主站相同的格式写给单 收站时间同步卡，单收站时间同步卡把从数据处理来的时间信息和GPS送来的时间信息 比对， 一旦相等(即下一个径向起始时刻到来)便产生一个START信号，再结合收到的 模式、仰角及工作状态信息产生与主站同步的主脉冲信号。多普勒雷达多接收站同步设备利用了 GPS免费的资源和同步技术，主站时间同步卡 和单收站时间同步卡的核心处理器件采用了 Xilinx公司的可编程逻辑阵列FPGA: XC2V1000-5FG256，此器件体积小、集成度高、性能稳定、可靠性好。主站PRF与单收 站PRF的同步误差在100ns之内。接口信号采用标准的差分形式，可以适应各种需要。 驱动软件适合Windows NT、 Windows2000、 Windows XP环境下。权利要求1、一种多普勒雷达多接收站同步设备，其特征在于包括一块主站时间同步卡、两块单收站时间同步卡和三台GPS时间码及频率发生器。2、 根据权利要求1所述的多普勒雷达多接收站同步设备，其特征在于在主站时间同步卡的FPGA芯片中预先把各种模式下每个仰角对应的PRF数据存储在相应的ROM里，根据体扫 模式和主雷达提供的仰角信息调用ROM的数据，在每一个径向起始产生一个中断，且暂存此时 刻的方位、仰角、GPS的时间码及雷达工作状态信息，以备中断处理程序读取。3、 根据权利要求1所述的多普勒雷达多接收站同步设备，其特征在于主站数据处理接 收到中断时刻的信息后，通过网络传送给单收站的数据处理，然后根据模式、仰角、GPS时 间码计算下一个径向脉冲起始的时刻，并把信息打包成与主站相同的格式写给单收站时间同 步卡，单收站时间同步卡把从数据处理来的时间信息和GPS送来的时间信息比对， 一旦相等"即下一个径向起始时刻到来"便产生一个START信号，再结合收到的模式、仰角及工作状 态信息产生与主站同步的主脉冲信号。4、 根据权利要求3所述的多普勒雷达多接收站同步设备，其特征在于开机时由主站数 据处理向主站时间同步卡置modell、 mode21、 mode31体扫工作模式中的一种。5、 根据权利要求l所述的多普勒雷达多接收站同步设备，其特征在于主站时间同步卡 和单收站时间同步卡的核心处理器件采用了可编程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多普勒雷达多接收站同步设备，其特征在于：包括一块主站时间同步卡、两块单收站时间同步卡和三台ＧＰＳ时间码及频率发生器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：阚茜，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十四研究所，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]