专利名称：一种用于二维综合孔径辐射计的实时信号处理机结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于二维综合孔径辐射计的实时信号处理机结构。
背景技术：
在二维综合孔径辐射计的信号处理过程中，需要对一组天线接收到的辐射信号进 行两两复相关运算。由于在N个天线的系统中，相关器的数量与N2呈正比，因此，在复杂系 统中，模拟相关器往往不能满足该相关器阵列的复杂度要求。在二维综合孔径辐射计系统 中，多采用数字相关器阵列。为了实现数字相关，首先要将接收机输出的各通道信号进行同步模数转换，使模 拟信号同步转换为数字信号，再将数字信号中包含的数据传输到相关器阵列进行相关运算 即可。在二维综合孔径辐射计系统中，模数转换器的数量往往比较多，将全部模数转换器设 计在一块电路板中很困难，即使能够实现，其结构也不够紧凑。另外，考虑到二维综合孔径 辐射计系统中信号带宽比较大，进行模数转换后，其数据带宽往往超过lOGbps，常用的并行 传输方法很难满足带宽要求。因此，信号处理机结构对二维综合孔径辐射计的实时成像性 能具有很大影响。常用的方法是将模数转换器设计在接收机中，将模拟信号转换为数字信 号；然后，通过光纤将数据传送到信号处理机中进行相关运算；最后，由计算机从信号处理 机中读取运算结果。虽然上述方法可以实现数字相关阵列的功能，但是由于该方法将模数转换器设计 在接收机中，需要通过电缆为各模数转换器分别提供同相时钟和同步触发信号，电缆构成 的长传输线会对同步信号的质量造成影响。另外，在接收机与数字相关阵列之间使用光纤 通信的方法增加了系统的复杂度，也增加了系统的成本。因此，许多新的方法被提出来。

发明内容
本发明的主要目的就是结合CPCI总线和二维综合孔径辐射计信号处理机的功能 需求特点，在CPCI总线的自定义总线中，设计高速串行总线和同步信号，实现数据的传输， 从而实现二维综合孔径辐射计所需的实时相关运算。这种方法利用了 CPCI总线的特点，仅在一台CPCI工控机内就实现了多通道同步 模数转换、高速数据传输、实时相关运算等二维综合孔径辐射计信号处理机的全部功能。 其基本方法是将一组数据采集板、一块定时控制板、一块相关器板和一台单板计算机通过 CPCI总线相连。其中，一组数据采集板用于实现二维综合孔径辐射计系统的多通道模数转 换功能；定时控制板用于同步多块数据采集板；相关器板实现数字相关阵列；单板计算机 实现系统的调度工作，同时，单板计算机还可以从相关器板中读取运算结果，进行后续的数 据处理。单板计算机通过PCI总线与其它板卡通信。根据二维综合孔径辐射计信号处理机的特点，模数转换获得的数据通过点对点的 方式传送到相关器阵列，因此，本发明采用高速串行总线实现数据传输。在CPCI的自定义 总线中，根据数据带宽的需求，可以设计多条高速串行总线链路。另外，在CPCI自定义总线中，设计了一组同步信号，用于满足多块数据采集板同步工作的要求。考虑到相关器板的运算负荷比较大，可以将部分数据预处理功能分配到数据采集 板中实现。计算机可以通过PCI总线读取数据预处理的结果。这种信号处理机结构在带宽要求较低的控制命令和运算结果的传输过程中使用 了 PCI总线，具有良好的可扩展性；在带宽要求较高的数据传输过程中，在CPCI的自定义总 线中设计了多组高速串行总线信号，可以提供足够的点对点通信带宽，完全可以满足成像 系统的要求。由于数据传输基于背板，其复杂度、成本和体积都得到了控制。


图1 二维综合孔径辐射计的实时信号处理机结构图
具体实施例方式对于一个包含24个单元天线的二维综合孔径辐射计，在进行I/Q解调后，其接收 机输出的模拟信号为48路。可以在系统中设计3块数据采集板，每块数据采集板包含16 个模数转换器。为满足数据采集板向相关器板传输数据的要求，在CPCI的自定义总线中为 每一块数据采集板设计4对高速串行总线。为提高数据采集板的互换性，可将各数据采集 板的高速串行总线管脚位置设计成一致的。相关器板通过12对高速串行总线接收3块数据采集板发送的数据，并进行相关运
笪弁。本领域技术人员可以理解在不背离本发明广义范围的前提下，可以对上述实施 例进行改动。因而，本发明并不仅限于所公开的特定实施例，其范围应当涵盖所附权利要求 书限定的本发明核心及保护范围内的所有变化。
权利要求
一种用于二维综合孔径辐射计的实时信号处理机结构，其特征在于采用CPCI总线连接一组数据采集板、一块定时控制板、一块相关器板和一台单板计算机。利用PCI总线实现单板计算机与其它板卡的通信，用于发送控制指令和读取运算结果；在CPCI总线的自定义总线中，设计一组高速串行总线，用于满足数据采集板向相关器板传输数据的带宽要求；在CPCI总线的自定义总线中，设计一组同步信号，用于降低各数据采集板的采集时间误差。
全文摘要
本发明涉及一种用于二维综合孔径辐射计的实时信号处理机结构，用于实现该类型辐射计中多通道同步模数转换、高速数据传输、实时相关运算等功能。这种结构的主要特点是利用CPCI总线分为PCI总线和自定义总线的特点，将一组数据采集板、一块定时控制板、一块相关器板和一块单板计算机通过CPCI总线相连。在自定义总线中设计多路高速串行总线，满足数据采集板与相关器板之间的高速传输带宽要求；定时控制板也可以通过自定义总线向各数据采集板发送同步信号；单板计算机通过PCI总线与其它各板卡通信，用于发送调度指令和读取运算结果。
文档编号G01S13/90GK101915905SQ20101023043
公开日2010年12月15日 申请日期2010年7月19日 优先权日2010年7月19日
发明者苗俊刚, 赵峰, 郑辰 申请人:北京航空航天大学