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一种数字跟踪测距模块的设计与实现

时期:2022-01-01 06:46 点击数:
本文摘要:0章节 雷达最主要的功能之一就是对目标距离的追踪和测量。在此首先阐释了雷达测距追踪的基本原理,讲解一种脉冲雷达数字追踪测距模块的设计及构建的新方法,并且描述了该模块研制的理论基础。该模块利用脉冲信号相对于升空脉冲的延迟时间量展开目标距离的测量,针对追踪脉冲的特点,对目标脉冲延迟时间计数值和追踪脉冲计数值展开较为,利用数字信号处理的方法把较为的结果对系统到追踪控制器,构建了脉冲雷达的距离追踪,具备测距精度高、测距平稳、抗干扰能力强劲及电路简单等优点。

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0章节  雷达最主要的功能之一就是对目标距离的追踪和测量。在此首先阐释了雷达测距追踪的基本原理,讲解一种脉冲雷达数字追踪测距模块的设计及构建的新方法,并且描述了该模块研制的理论基础。该模块利用脉冲信号相对于升空脉冲的延迟时间量展开目标距离的测量,针对追踪脉冲的特点,对目标脉冲延迟时间计数值和追踪脉冲计数值展开较为,利用数字信号处理的方法把较为的结果对系统到追踪控制器,构建了脉冲雷达的距离追踪,具备测距精度高、测距平稳、抗干扰能力强劲及电路简单等优点。

该模块需要对目标展开手动追踪测距和自动追踪测距。  1该模块的理论设计  一般雷达数字追踪是通过时间鉴别器辨别出有脉冲信号与追踪脉冲之间的迟延时间差,然后利用时钟脉冲对这个时间差展开计数,作为距离误差对系统至追踪处理单元,其本质上是把模拟系统输出量展开数字转换,即在模拟量的基础上转换的,实质上还是模拟量(如图1右图)。转换之间又有不可避免的系统误差不存在,例如要对追踪脉冲计时计数,而计时计数的接续时间必需要和雷达升空脉冲实时,要做几乎实时是很难的,这之间的误差在所难免。又如某型雷达时间鉴别器中脉冲信号与追踪脉冲之间的时间差要转化成为具有极性的电压(不存在误差),然后又要将此电压转化成为距离计数器的计数脉冲(也不存在误差),使距离计数器做加或减半计数,构建对目标的距离追踪。

  该模块只需告诉目标脉冲的二进制距离数值,然后与追踪脉冲的二进制数值展开较为,构成距离误差作为对系统至距离产生器展开追踪处置才可,不必须对追踪脉冲展开专门的时间测量,也不用对脉冲信号和追踪脉冲间的时间差展开较为,修改了电路包含、增加了系统误差。在雷达全程观测完时,由计数暂停脉冲将掌控距离计数器和锁住存器清零。计数暂停脉冲可以由下一个升空脉冲的前沿产生,也可由火控计算机获取。图2是利用以上理论而设计的该追踪测距模块的数据流程图,该模块利用数字技术可以构建距离数据的自动追踪。

把目标的时延变为数字量,最基本的办法就是利用计数器,并加以必要的掌控。当雷达升空脉冲信号时,就启动时T触发器,这样同时启动了计数器工作,一旦确认接管到了目标脉冲,就再行一次启动时T触发器使其暂停计数器计数,这样就在脉冲抵达的时刻朗读计数器输入的数据,即获得目标距离数据,通过与手动测距计数器输入的数值展开较为,就获得距离误差值,送来至控制器展开追踪处置。

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手动与自动追踪测距的切换是通过一个与门展开转换的。很显著,该模块的控制器和追踪脉冲产生器早已不是图1右图意义上的控制器和追踪脉冲产生器。这时的控制器和追踪脉冲产生器早已融合在一起(在此仍用传统的三部分来区分整个追踪测距模块,但意义有所不同)。该模块的优点就是结构非常简单、更容易解读且通用性较为强劲。

不仅可以用在雷达整个追踪系统当中,也可以用在标准化雷达训练器的目标脉冲产生器和追踪测距训练器上。  2手/自动距离追踪测距模块的设计  该数字式距离追踪模块由时间鉴别器、距离产生器和追踪脉冲产生器构成。  2.1时间鉴别器的设计  在该模块中时间鉴别器(距离较为器)由上、下锁存器及具有符号位的除法电路构成。

锁上存器输入目标脉冲的实际距离脉冲计数值;下锁存器输入追踪脉冲的距离计数值;两距离计数值同时送来至具有符号位的除法电路,输入具有极性的距离误差值作为对系统量至距离产生器(即控制器)展开追踪处置。 2.2追踪  距离产生器(即控制器)有两个输出末端,分别输出追踪脉冲产生器的送的数值和距离误差寄存器送的数值,距离产生器主要由以此类推/法单元及距离误差寄存器构成,它利用距离较为器送的一定范围内距离误差值对追踪脉冲产生器产生的追踪脉冲展开修正,从而超过要求手动追踪还是自动追踪以及对目标距离的测量。

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例如:当距离误差值大于750m时就启动时误差寄存器输入为距离误差值,即展开自动追踪和测距处置;当距离误差值小于750m时就启动时误差寄存器输入为0,从而不能展开手动追踪和测距。以此类推/法单元是由4片74HC381(具备8种二进制算法的算术逻辑单元的运算器)及1片落后位产生器74HC182构成的16位全落后进制算术运算电路。运用74HC182是为了使运算器需要展开分段运算,这样可以大大提高控制器的运算速度。

距离产生器产生的数据经下锁存器,再行输入到时间鉴别器和火控及终端显示器,就需要在显示终端看见雷达追踪的情况和所测得的目标距离了。距离误差寄存器是由3片74LS174单向正沿启动时的6位构建寄存器包含。

它的主要起到是获取自动追踪时的距离误差数据,赠送给特/除法单元,其还需要要求手动追踪还是自动追踪,当各片74LS174的清零端置0时,距离误差寄存器输入为0,整个模块转入手动追踪测距状态;当清零端置1时转入自动追踪测距状态,距离误差寄存器输入距离误差值。当转入自动追踪状态时特/减半计数器暂停计数,这时就无法对目标展开手动追踪和测距,控制器在原本特/减半计数器早已输入的数值的基础上根据送的距离误差值展开数据追踪处置。  寄存器的起到是输入数据到控制器,它起着自由选择输入的起到,当展开手动追踪时,自由选择输入特/减半计数单元的数据;而当展开自动追踪时,自由选择输入控制器输入的数据,等候和时间鉴别器输入的数据一起到特/减半单元展开追踪处置。  2.3距离产生器的设计  距离产生器(即控制器)有两个输出末端,分别输出追踪脉冲产生器的送的数值和距离误差寄存器送的数值,距离产生器主要由以此类推/法单元及距离误差寄存器构成,它利用距离较为器送的一定范围内距离误差值对追踪脉冲产生器产生的追踪脉冲展开修正,从而超过要求手动追踪还是自动追踪以及对目标距离的测量。

例如:当距离误差值大于750m时就启动时误差寄存器输入为距离误差值,即展开自动追踪和测距处置;当距离误差值小于750m时就启动时误差寄存器输入为0,从而不能展开手动追踪和测距。以此类推/法单元是由4片74HC381(具备8种二进制算法的算术逻辑单元的运算器)及1片落后位产生器74HC182构成的16位全落后进制算术运算电路。运用74HC182是为了使运算器需要展开分段运算,这样可以大大提高控制器的运算速度。

距离产生器产生的数据经下锁存器,再行输入到时间鉴别器和火控及终端显示器,就需要在显示终端看见雷达追踪的情况和所测得的目标距离了。距离误差寄存器是由3片74LS174单向正沿启动时的6位构建寄存器包含。它的主要起到是获取自动追踪时的距离误差数据,赠送给特/除法单元,其还需要要求手动追踪还是自动追踪,当各片74LS174的清零端置0时,距离误差寄存器输入为0,整个模块转入手动追踪测距状态;当清零端置1时转入自动追踪测距状态,距离误差寄存器输入距离误差值。

  3结语  这里对雷达追踪测距模块展开了分析和设计,明确提出了双路距离计数再行展开距离较为的办法(而不是对追踪脉冲和目标脉冲时间差展开距离较为的方法)对目标展开追踪测距,该设计方法不是根据脉冲落后或迟缓追踪波门来判断时间鉴别器输入距离误差的极性,也不是根据脉冲与前后波门重合面积的较为来输入距离误差的,是一种创意的设计方法,在节省费用、修改电路结构和故障修理方面可以有较为大的挖出空间。


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