便攜式雷達測速機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及雷達測量領域，特別涉及一種便攜式雷達測速機。
【背景技術】
[0002]傳統的脈沖雷達測速機是作為雷達系統一部分與整個雷達固定連接在一起的，它主要原理是:對接收的回波進行相參積累，利用快速傅里葉變換做頻譜分析，估計多普勒頻率，再利用測距數據和不變量嵌入法進行模糊度解算，進而得出速度估計。傳統雷達測速機子系統屬于雷達跟蹤回路的一部分，與其它雷達子系統不可分割，受閉環跟蹤回路帶寬的影響，當跟蹤目標有較大機動時，測量回波的相位會發生畸異，采用簡單的快速傅里葉變換，會出現錯誤的測速結果；同時不變量嵌入法需要較長時間積累且僅能獲得積累區間內平均模糊度，當速度發生突變時，難以快速恢復正常，無法應用于精度和穩健性要求較高的領域。
【發明內容】
[0003]有鑒于上述現有技術所存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種便攜式雷達測速機，使其測速靈敏，精度高，并且可以提供原始回波數據以供分析。
[0004]為了實現上述目的，依據本發明提出的一種便攜式雷達測速機，包括信號采集處理模塊1，信號實時存儲模塊2和便攜式機箱3，所述信號采集處理模塊I和實時存儲模塊2通過便攜式機箱3的總線進行連接。
[0005]本發明還可以采用以下技術措施進一步實現。
[0006]前述的便攜式雷達測速機，其中所述的便攜式機箱為采用面向儀器系統的外部設備互連總線擴展接口的便攜式機箱。
[0007]前述的便攜式雷達測速機，其中所述便攜式雷達測速機采取無線電天線接口與雷達連接。
[0008]前述的便攜式雷達測速機，其中所述信號采集處理模塊I包括外觸發單元11、信號調理通道12、外時鐘調理單元13、模數轉換器件14、高速時鐘發生單元15、現場可編程門陣列16、存儲器17、數據傳輸接口 18和電源管理單元19 ;所述現場可編程門陣列16分別與外觸發單元11、模數轉換器14、存儲器17、數據傳輸接口 18連接，所述模數轉換器14還分別與信號調理通道12、高速時鐘發生單元15連接，所述高速時鐘發生單元15還與外時鐘調理單元13連接，所述電源管理單元19負責各部件的供電。
[0009]前述的便攜式雷達測速機，其中所述存儲器17為第三代雙倍率數據同步動態隨機存取存儲器。
[0010]前述的便攜式雷達測速機，其中所述數據傳輸接口 18為外圍組件接口。
[0011]前述的便攜式雷達測速機，其中所述模數轉換器14將經過信號調理通道12調理后的信號轉換為數字化信號輸入到現場可編程門陣列16中。
[0012]前述的便攜式雷達測速機，其中所述現場可編程門陣列16將其處理后的信號及原始雷達回波信號通過數據傳輸端口 18輸入到與便攜式機箱3連接的信號實時存儲模塊2。
[0013]前述的便攜式雷達測速機，其中所述現場可編程門陣列16包括外部芯片控制模塊、同相正交解調模塊161、選取幅度最大值模塊162、反三角函數arctan(x)運算模塊163、直線擬合模塊164、指數exp (x)運算模塊165、相位積累運算模塊166、實時模糊度運算模塊167、有限沖激響應數字濾波模塊168.
[0014]前述的便攜式雷達測速機，其中所述數字化信號輸入到現場可編程門陣列16后，進入同相正交解調模塊161，即數字化信號分別與兩個正交的正弦信號Sin(Ocit)和cos(?0t)相乘，再通過兩個低通濾波器，得到脈沖采樣信號；之后通過選取幅度最大值模塊162選出最大值相位；在反三角函數arctan(x)運算模塊163中求出相位差序列；再通過直線擬合模塊164進行相位差序列的線性擬合，實現相位分層，找出主相位層；將主相位層的數據在指數運算模塊165實現相位重構；將重構的結果輸入相位積累運算模塊166，獲得測量的瞬時頻率；通過實時模糊度運算模塊167，獲得速度的估值；再通過有限沖激響應數字濾波模塊168，濾除噪聲信號，將信號輸出。本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。借由上述技術方案，本發明的便攜式雷達測速機，至少具有下列優點:
[0015]一、本發明的便攜式雷達測速機，可實現雷達回波信號的高速采樣和實時記錄，便于事后回放分析。
[0016]二、本發明的便攜式雷達測速機，可在220V交流電下正常工作，能方便地與雷達中頻采用同軸電纜連接，在連接時成為雷達的一個附加開環支路，既實現了高精度測速，又不影響原雷達系統工作。
[0017]三、本發明的便攜式雷達測速機，采用相位分層方法找出主相位層，可降低相位畸變帶來的測量誤差；采用運動模型約束的相位積累運算，求得積累區間每點的瞬時頻率，提高快速傅里葉變換求解平均頻率帶來的誤差，提高了測量測量精度；采用實時模糊度解算方法，能提高模糊度解算的速度，當速度發生突變時，可快速恢復(0.3s內)正常；采用開環支路的設計，可避免閉環跟蹤回路引入的誤差。
【附圖說明】
[0018]圖1本發明便攜式雷達測速機結構框圖
[0019]圖2本發明便攜式雷達測速機信號采集處理模塊結構框圖
[0020]圖3本發明便攜式雷達測速機信號采集處理模塊信號傳遞示意圖
[0021]圖4本發明便攜式雷達測速機、現場可編程門陣列信號處理模塊流程示意圖
【具體實施方式】
[0022]為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的便攜式雷達測速機其【具體實施方式】、步驟、結構、特征及其功效詳細說明。
[0023]請參閱圖1所示，是本發明便攜式雷達測速機結構框圖，所述便攜式雷達測速機包括信號采集處理模塊1、信號實時存儲模塊2和面向儀器系統的外部設備互連總線擴展接口便攜式機箱3，信號采集處理模塊I和信號實時存儲模塊2通過面向儀器系統的外部設備互連總線擴展接口便攜式機箱3的總線相互連接。
[0024]本發明使用面向儀器系統的外部設備互連總線擴展接口總線實時傳輸技術，通過使用外圍組件接口硬核IP和直接內存存取控制組件對面向儀器系統的外部設備互連總線擴展接口進行封裝，簡化了端口復雜性，提高了實時數據傳輸速率，方便便攜式雷達測速機與雷達回路的連接與斷開。在連接時成為雷達的一個附加開環支路，既實現了高精度測速，又不影響原雷達系統工作。
[0025]本發明的信號實時存儲模塊優選為大容量的硬盤，用于實時數據存儲，便于數據的保存與后期處理分析。
[0026]請參閱圖2所示，是本發明便攜式雷達測速機信號采集處理模塊結構框圖，本發明便攜式雷達測速機信號采集處理模塊I優選包括外觸發單元11、信號調理通道12、外時鐘調理單元13、模數轉換器14、高速時鐘發生單元15、現場可編程門陣列16、存儲器17、數據傳輸接口 18和電源管理單元19。所述現場可編程門陣列16分別與外觸發單元11、模數轉換器14、存儲器17、數據傳輸接口 18連接；所述模數轉換器14還分別與信號調理通道12、高速時鐘發生單元15連接；所述高速時鐘發生單元15還與外時鐘調理單元連接；所述電源管理單元19，電源管理單元19負責各部件的供電。
[0027]所述存儲器17優選為第三代雙倍率數據同步動態隨機存取存儲器，用于暫時緩存采集到的回波數據，便于后續分析處理。
[0028]所述數據傳輸接口 18優選為外圍組件接口，用于連接便攜式機箱。
[0029]請參閱