基于PCI总线的雷达信号发生器设计

论文摘要

雷达模拟器在海员培训和适任评估中起着重要的作用。随着航海事业的发展,用户对雷达模拟器的要求越来越高,《STCW 78/95公约》也对雷达/ARPA模拟器提出了明确的要求。 在配备真实雷达显示器设备的雷达模拟器中,雷达信号发生器是其核心部件,它实时生成模拟雷达信号包括雷达视频信号、触发信号以及方位信号等,送到真雷达显示单元显示,实现具有真实雷达操作感,又具有模拟的海域环境,达到雷达模拟器的最终使用目的。 通过对雷达的系统分析,提出了基于PCI总线的雷达信号发生器的设计方案。它以TMS320VC5402芯片最小系统为核心,加上与真雷达显示单元接口电路以及PCI2040桥芯片相关电路,形成了一个相对独立的雷达信号发生器。它通过PCI总线与PC机实现通信,把由PC机计算得到的模拟雷达数据实时生成雷达视频信号,送到真雷达显示单元显示。它改变了以往采用位图形式查表实时生成雷达视频信号算法的缺点,采用了从矢量化的海图数据中通过直线求交的算法实时生成雷达视频信号,这样在真雷达显示单元上显示的图像更加逼真,特别是在近量程,能真正提高雷达距离分辨力,不会出现马赛克现象,而且对于模拟诸如海浪抑制、雨雪干扰等效果更为方便。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 航海雷达/ARPA模拟器技术的兴起
• 1.2 航海雷达/ARPA模拟器的分类
• 1.3 本课题的提出
• 1.4 本文的主要内容及论文结构
• 第二章 雷达信号发生器的原理
• 2.1 雷达信号发生器的工作原理
• 2.2 雷达信号发生器的分类
• 2.3 雷达信号发生器性能指标分析
• 2.3.1 距离分辨力分析
• 2.3.2 方位分辨力分析
• 2.3.3 雷达视频亮度等级要求分析
• 2.3.4 产生雷达视频回波的速度要求分析
• 第三章 雷达信号发生器的硬件结构
• 3.1 几种PC机接口通信的比较
• 3.2 系统的硬件平台概述
• 3.3 DSP型号选择
• 3.4 DSP最小系统及实现
• 3.4.1 复位电路
• 3.4.2 时钟电路
• 3.4.3 电源设计
• 3.5 PCI接口控制
• 3.5.1 配置流程
• 3.5.2 PCI2040的数据传输过程
• 3.5.3 PCI总线硬件连接
• 3.5.4 PCI驱动程序开发
• 3.6 CPLD控制
• 3.6.1 用CPLD模拟雷达船首信号方位信号以及触发脉冲
• 3.6.2 用CPLD模拟雷达视频信号
• 3.7 用DAC实现视频输出
• 3.8 TLC2543模数转换器和TMS320VC5402的接口
• 3.9 主机串口通信的实现
• 3.10 雷达信号发生器板设计的外围问题
• 3.10.1 电源问题
• 3.10.2 地线毛刺
• 3.10.3 信号完整性问题
• 第四章 雷达信号发生器的软件设计与实现
• 4.1 雷达信号发生器的软件设计
• 4.2 雷达信号发生器程序的优化
• 4.3 整个系统的上电自举
• 4.3.1 系统的上电自举电路设计
• 4.3.2 逻辑设计
• 4.3.3 软件编程
• 第五章 结论
• 5.1 本文的主要工作
• 5.2 还需做的工作
• 攻读硕士学位期间公开发表的论文
• 致谢
• 参考文献
• 附录1:雷达信号发生器的印刷板图
• 研究生履历