1 لونغ وانغ يانغ تشنغ تشى 1، وو كونغ تشاو 1، يانغ Binbin 2
(1. إدارة شؤون الإعلام ضد جامعة سلاح الجو الطيران وتشانغتشون 130022، الصين؛ 2. شنيانغ الفضاء الالكترونيات وجامعة هندسة المعلومات، وشنيانغ 110136)
مصدر الرادار المتعدد يمكن استخدامها لاختبار الأداء والإلكترونية جهاز المراقبة إشارة تدخل صيغة الخداع. توجه إلى تصميم المتعدد نظام رادار من الإشارات الرقمية الحقل المصدر بوابة للبرمجة مجموعة (FPGA) استنادا إلى الدراسة، وما ينجم عنها من حزمة وحدة الملكية الفكرية الأساسية وجود تكوين إشارات الرادار المتعدد AXI مفتاح الحافلة، مرونة عالية منه، إعادة استخدام قوية، قادرة على إخراج مجموعة متنوعة من إشارة الرادار التقليدية واحتمال ضعيف للاعتراض (LPI) إشارة الرادار. أولا، يتم دراسة مبدأ توليد DDS إشارة، وهيكل المستوى الأعلى المتعدد مصممة مصدر إشارة الرادار على أساس تعديل إشارات الرادار. تنفيذ برنامج XILINX Zynq-7 xc7z010clg400. تظهر نتائج الفحص أن حجم صغير التصميم الحالي، والحد الأقصى لمعدل الناتج للإشارة يصل إلى 500 MS / ق.
المتعدد مصدر إشارة الرادار، وبروتوكول الحافلة AXI، DDS، FPGA
مع التطور السريع لتكنولوجيا الرادار، وذلك باستخدام أنماط التشكيل معقدة وجود LPI (منخفض احتمال اعتراض، LPI) وتستخدم على نطاق واسع خصائص إشارة الرادار في الكشف عن الحريق والتوجيه التحذير، مثل معدات المراقبة الالكترونية التقليدية التي يصعب اعتراض اكتب إشارة، فإنه من الضروري تصميم جهاز إشارة الرادار التي يمكن محاكاة أنماط التشكيل المعقدة القائمة والأجهزة التي تم تطويرها حديثا لاختبار المراقبة الإلكترونية ومراقبة الأجهزة الإلكترونية لاختبار صحة وموثوقية LPI إشارة الرادار . وعلاوة على ذلك، في الصيغة التشويش، فمن الضروري لتوليد المعلمات بناء على نوع التشكيل وللكشف عن اشارات الرادار المقابلة لتجسيد بعض التشويش إشارة تدخل ، فمن الضروري دراسة المرونة لإنتاج وافر من أنماط التشكيل مصادر الرادار المتعدد. وثيقة باستخدام ARM يقترح المعلمات رادار المدخلات، ونقل البيانات من خلال واجهة USB لDSP معالجة المعلمات، وطريقة ثم يمر إلى إشارة الرادار الجمع بين وسائط متعددة من FPGA، ولكن إشارات الرادار لتوليد متعدد الأوضاع طريقة لديه الهيكل العام للمجمع، كثيفة الاستخدام للموارد وأكثر من ذلك، لا يفضي إلى أوجه القصور التصغير. هذه الورقة يعرض مقرها FPGA هيكل المتعدد الرادار توليد المصدر، ميكروكنترولر شيدت معالجة معلمة في FPGA، والحد من تعقيد النظام وتحسين نظام التكامل.
هذا الاختيار XILINX Zynq-7 سلسلة xc7z010clg400 رقاقة FPGA تصميم نظام، يرسل الكمبيوتر المضيف إشارة من خلال شبكة وصفت المعلمات واجهة لFPGA بناء متحكم (وMCU)، والتحكم الجزئي من خلال حساب وتجهيز المعلمات للحصول على سجلات التكوين، و جعل مصدر المتعدد تكوين من خلال AXI الأساسية IP (متقدم امتداد واجهة) حافلة، وتوليد إشارة الرادار وأشكال محددة المعالم محددة التضمين. منذ أن النظام الرقمي بالكامل في تنفيذ FPGA يقلل من الدائرة الخارجية جهد التصميم، وسهلة لتنفيذ التصغير من تصميم النظام، في حين يتم تعبئتها الرئيسية إشارة المتعدد وحدة توليد المصدر أن يكون AXI حافلة الأساسية هيكل IP، وتحسين وحدة المرونة وسهولة الاستخدام وإعادة استخدامها يمكن أن يتحقق بسهولة عن طريق الحافلة AXI ربط متحكم، وجبل تعدد مصادر رادار متعدد الأوضاع على AXI حافلة الأساسية IP، يمكنك محاكاة إشارات الرادار متعددة، كما أجهزة المراقبة الإلكترونية وأداء الاختبار في وقت واحد وصول إشارات تدخل multiobjective صيغة في نفس الوقت توفير دعم الأجهزة. بعد الاختبار، ويمكن أن جوهر IP تعمل على تردد الأقصى على مدار الساعة الى 500 ميغاهيرتز، ومعدل إخراج الإشارات الرقمية يمكن أن تصل إلى 500 MS / ثانية. إشارة التضمين في شكل إشارة النبض أنتج يحتوي التقليدية، خطية إشارة تضمين التردد، المرحلة المشفرة إشارة، إشارة التردد رشيقة، والتردد تردد إشارة التكرار، PRF ارباك إشارات تعديل المعقدة وإشارات أخرى.
نموذج إشارة 1.1 الرادار
يمكن ان تكون ممثلة التعبيرات العامة التي إشارة الرادار بواسطة الصيغة التالية:
حيث، عندما يمثل A (ر) إشارة المغلف، و (ر) كدالة للإشارة تضمين التردد، مرحلة تعويض وظيفة إشارة التضمين. وكما يتبين من صيغة، نظام الرادار إشارة التضمين هو شيء أكثر من تعديل السعة، تضمين التردد، مرحلة التشكيل، الوقت طريقة التشكيل ومزيج من هذه الخطة أربعة تعديل الأربعة، حيث التشكيل السعة هو مستطيل تعديل نبض المشترك، لذلك هذه المادة لا نبض التحوير هو الكثير من البحوث.
وفي مثال إشارة غرد، إشارة غرد هو إشارة تردد لحظية للإشارة يتغير خطيا مع مرور الوقت، وتردد لحظية يمكن تمثيلها بالمعادلة (2):
حيث، F0 هو تردد الإشارة الأصلية، K = B / T هو المنحدر من إشارة FM.
1.2 DDS ومبدأ تصميم وحدات
توليف DDS الرقمية (مباشر رقمي مركب) التي يشيع استخدامها في توليد الإشارات الرقمية، بما في ذلك تراكم المرحلة وشرط حاسبة قسمين، حيث ومتعددة شرط طريقة الحساب تنفيذ الجدول نظرة المتابعة. تكنولوجيا DDS مقارنة مع المحاكاة، ومستقرة وموثوق بها، جيل الموجي مرونة، ومزايا عالية الدقة، وبالتالي قد استخدمت على نطاق واسع . وفقا لاحتياجات ولدت إشارة غرد، وتصميم الدرجة الثانية هو مبين في الشكل (1) مرحلة الهيكل التراكم. التعبير العام للإشارات الرادار منفصلة، يمكن تمثيلها بالمعادلة (3):
وحدة FIG 1 DDS كتلة الرسم التخطيطي
حيث K (ن) هي المرة معدل غرد، والوقت للتردد عوض، وتوقيت مرحلة التحول. من خلال التحكم هذه الكميات الثلاث، وإشارة تردد الناقل إلى وحدة الانتاج، وغرد تعديل إشارة وغيرها من الترميز المرحلة الأشكال. من أجل الحد من استهلاك جدول البحث في الموارد RAM FPGA، ورقة، ومرحلة غضب وأساليب التوازن DAC DDS إلى تحسين هيكل، وأخطاء المرحلة اقتطاع وقمعها للحد من تأثير الخصائص غير مثالية لDAC، تظهر نتائج المحاكاة أن هذه الطريقة يمكن أن ينقذ 73 من ذاكرة الوصول العشوائي.
بروتوكول الحافلة 1.3 AXI
بروتوكول AXI الحافلة بروتوكول اقترح ARM حافلة في رقاقة هو المتقدم متحكم حافلة العمارة (متقدم متحكم حافلة العمارة، AMBA) بروتوكول ومعظم جزء مهم، عالية الأداء، النطاق الترددي العالي، وانخفاض الكمون الحافلات على الرقاقة. الأساسية IP من Xilinx أساسا مع هذا الهيكل الحافلات، وتحسين كبير في كفاءة تصميم النظام، ويقلل من تعقيد تطوير النظام. لتعزيز إشارة الرادار وحدة مصدر المرونة المتعدد وإعادة استخدام، المتعدد هنا إشارة الرادار وحدة المصدر كما الاستغناء عن هيكل حافلة الأساسية AXI IP. FIG 2 هو للقراءة والكتابة هيكل قناة AXI الحافلة.
هيكل الحافلة (A) AXI على قناة إقرأ
(B) AXI حافلة هيكل قناة الكتابة
FIG 2 AXI قراءة الحافلات وقناة الكتابة هيكل
يتم فصل AXI الحافلة عنوان والمراقبة والبيانات من كل الدعم محاذاتها التحويلات الأخرى، والبيانات، في حين أن انتقال انفجار، إلا أن العنوان الأول، وقراءة وكتابة البيانات في نفس الوقت لديه وصول قناة المستقلة والدعم من النظام، ويمكنك توقيت يكون أكثر سهولة التقارب. AMBA AXI هو جديد بروتوكول عالية الأداء، ومتوافق مع AHB الأصلي وحافلة APB، مثل أنه عند تجميع هيكل الحافلة الأصلية المستخدمة يمكن أن تمتزج جيدا مع البنية AXI الحافلة. تكنولوجيا AXI AMBA لإثراء المحتوى معايير القائمة، وتلبية النظام (شركة نفط الجنوب) مصممة لتلبية احتياجات أداء فائق وقطعة معقدة.
2 متعدد وضع مصدر إشارة IP الأساسية
تم تصميم هذا الطراز متعدد مصدر إشارة الرادار المادة في وحدة نمطية تعديل الزمنية (توقيت التحوير وحدة، TMM)، تضمين التردد وحدة (الصحائف-quency التحوير وحدة، FMM) وحدة مرحلة التشكيل (المرحلة التحوير وحدة، PMM) 3 أنواع من حدة التشكيل، كل وحدة مسؤولة عن توليد وقت نطاق السيطرة إشارة التشكيل، إشارة تحكم المجال تردد التضمين وإشارة مراقبة مراحل التشكيل. جوهر IP هيكل المستوى الأعلى هو مبين في الشكل (3).
بنية الأساسية مربع 3 IP المصدر المتعدد FIG
حيث يضم وحدة تحكم رئيسية نمط إشارة جميع معلمات التكوين وسجلات المراقبة، يتم كتابة معلمات التكوين MCU في السجل التكوين عن طريق الحافلة AXI، والقراءة والكتابة مراقبة تسجيل تحقيق الإرسال تمكين مصدر إشارة، والسيطرة إعادة تعيين. عندما يولد وحدة التكيف TMM واحد بت المضاعف مراقبة النبض (مكس) حدد وحدة DDS خلال رفيع المستوى إشارة الإخراج، في حين أثناء انخفاض مستوى تحديد المخرجات "0"، بينما عمل على توليد إشارة التزامن (إعادة مزامنة) إلى وحدة FM FMM، ومرحلة التشكيل وحدة PMM DDS وحدة تزامن وحدة التحكم. وحدة FM يولد قيمة الزيادة المرحلة (المرحلة الزيادة، Pinc) تردد لحظية للإشارة سيطرة وزير الخارجية ولدت الطبقة إشارة. وحدة PM يولد مرحلة قيمة الإزاحة (المرحلة أوفست، Poff) للسيطرة على المرحلة فورية قيمة تعويض الانتاج DDS وحدة تولد إشارة نوع التضمين إشارة مرحلة. وحدة DDS هي وحدة توليد إشارة يولد محددة نوع تعديل إشارة طنين مستمر في ظل حدة التحكم، وحدات FM وحدة ومرحلة التشكيل، الموهن مضاعف بعد مقدار التوهين المحدد الناتجة عن وجود خصائص لهجة المضاعف إشارة، ثم إخراج إشارة الرادار من نمط معين.
3 متعدد الأوضاع مصادر إشارة القاعدي رادار التصميم الإنشائي عموما
متعدد وضع مصادر إشارة القاعدي رادار التصميم الشامل للهيكل هو مبين في الشكل (4). برنامج PC يرسل إشارات من خلال منفذ الشبكة إلى المعلمة FPGA موضح في متحكم، ومتحكم وحساب المعلمات واصفا عملية تحويل إشارة إلى معلمات التكوين المتعدد الرادار مصدر إشارة الأساسية IP المطلوبة للتسجيل، ومن ثم مصادر المتعدد الرادار جوهر IP إشارة الرادار الرقمي التي تم إنشاؤها بواسطة DAC الناتج التناظرية إشارة القاعدي الرادار.
في البرمجة المقدمة XILINX بيئة تطوير Vivado، واستخدام البناء كتلة النهج تصميم النظام على بنية FPGA، مما أدى تصميم كتلة هو مبين في الشكل (5). حيث للالمتشددين القشرة-A9، المسؤولة عن التواصل مع واجهة الشبكة من الكمبيوتر المضيف، يتلقى المضيف إشارة تسليمها من قبل المعلمات واصفا الطائرة وقبل معالجة الإشارات حساب رادار لإنتاج مصدر المتعدد الأساسية IP تكوين سجلات المعلمات المطلوبة. المتعدد إشارة الرادار الأساسية IP مصدر هذه الوثيقة تم تصميمه لتشكيل المقابلة إشارة القاعدي رادار تحت سيطرة النواة الصلبة القشرة-A9.
المربع 4 الهيكل العام للمتعدد الأوضاع مصدر إشارة القاعدي رادار FIG.
5 متعدد وضع العرض تصميم كتلة مصدر إشارة القاعدي رادار
4 اختبار وتحليل
فيريلوج تطور اللغة البيئة باستخدام FPGA من الورق XILINX Vivado في 2015،4 برمجة حرجة وحدة مصدر المتعدد aliquoted الأساسية AXI IP وجود هيكل الحافلة بحيث يمكن أن يكون وحدة محمولة بسهولة إلى الحافلة AXI نظام. نظام ضبط النفس مدار الساعة تعمل على 500 ميغاهرتز، لتحقيق شامل والتنسيب وتظهر النتائج التوجيه أن النظام يمكن أن تلبي متطلبات توقيت 500 ساعة ميغاهرتز، وحجم صغير. حيث المصدر المتعدد الأساسية IP مع أربعة فقط النوى DSP، واثنين من BRAM (بلوك RAM)، على التوالي، 3.3 و 5 من مجموع الموارد. استهلاك الموارد المحددة في الجدول 1.
يعمل نظام الرادار يتم تعيين المتعدد مصدر إشارة ساعة إلى 250 ميغاهيرتز، يتم تعيين نمط إشارة إلى إشارة غرد. معايير محددة للإشارات هو مبين في الجدول 2.
5. الخاتمة
مصادر الرادار المتعدد لها قيمة تطبيق مهمة في كشف والتشويش جهاز توليد إشارة توليد جوانب المراقبة الالكترونية. مصادر المتعدد إشارة الرادار وجود البصمة المقترحة أقل، بنية بسيطة، وخصائص الإشارات المختلفة إنشاؤها عند نقل مشترك يمكن أن تتولد، مرحلة التشكيل وFM إشارة التضمين ومزيج من هذه الطرق FPGA القائم. الحد الأقصى لمعدل البيانات إشارة خرج هو 500 ميغاهرتز.
مراجع
يو وو فنغ قو قرية، تشيو الدولة. حقن من الاسعار المنخفضة متعدد القنوات طريقة تصميم إشارة الرادار محاكاة . السفينة الهندسة الإلكترونية، 2016 (2): 58-60.
تاكاشي، Huzhao فنغ. من الرادار محاكاة إشارة وFPGA تصميم BF533 الالكترونية للعلوم والتكنولوجيا، 2015 (1): 32-35.
لى يانغ تقنية. المتعدد الرادار البرمجيات جيل الموجي تشنغدو: جامعة العلوم الالكترونية والتكنولوجيا، 2013.
هو ليونج، لى وى قوه Chengjun. التشويش صيغة الدراسة تطبيقات الحاسب الآلي أبحاث و 2016 (8).
الأقسام، والشمس بسرعة، صيغة نيه يو بينغ .GPS التشويش تقنية مفتاح . الفضاء الحرب الالكترونية، 2014 (6): 24-26.
XILINX Corporation.Zynq-7000 جميع برمجة شركة نفط الجنوب لمحة عامة (2016-01) .http: //www.xilinx.com/support/docu نشاط عقلي / data_sheets / ds190-Zynq-7000-Overview.pdf.
ARM Corporation.AMBA بروتوكول AXI (الإصدار: 2.0) SPECI-fication. (2010/03/03) .http: specification.php //www.arm.com/products/system-ip/amba-.
قو تشاو بينغ، فو تفاصيله. تصميم وتنفيذ مصدر إشارة DDS التكنولوجيا الحديثة الإلكترونية، 2015،38 (5): 51-53.
شو، ما Yongkui، غاو يو، وآخرون. DDS تحسين تصميم هيكل وتحقيق استنادا FPGA، الالكترونيات الدقيقة والتكنولوجيا، 2016 (3): 28-30.
XILINX Corporation.LogiCORE IP DDS مترجم v6_0 (2013/11/18) .http: //www.xilinx.com/support/docu-menta-tion/ip_documentation/pg141-dds-compiler.pdf.
XILINX Corporation.Vivado تصميم جناح دليل المستخدم: تصميم مع IP. (2014/05/01) .http: //www.xilinx.com/support/documentation/sw_manuals/ug896-vivado-ip.pdf.
مزايا العضوية في نهاية العام بعد التمديد!
