1. 研究目的与意义(文献综述)
1.1目的及意义
我国是一个具有漫长大陆海岸线和大片蓝色国土的海洋大国。对海洋环境探测一直是我国海洋战略的重要组成部分。面对二十一世纪的现代战争和我国海防需要,我国迫切需要探测范围更大、系统更灵活的海洋环境探测手段。
s波段多频雷达直接面向我国海洋战略需要,符合s波段雷达的发展趋势。此多频雷达是加强和提升我国雷达海洋环境探测整体水平的重要手段之一,开展该领域的技术研制对提高我国的海洋探测综合实力具有重要的现实意义和长远的战略意义。
2. 研究的基本内容与方案
2.1研究的基本内容
在充分查阅相关资料和参考之前单频的微波同步控制器基础上,学习同步控制器的原理以及设计方法,通过设计一个多频雷达同步控制器,实现单片机和以太网之间的通信,并进行多频微波雷达同步控制的参数设计。
2.2研究的基本目标
系统主要由硬件设计和软件设计两部分组成,硬件部分主要由W7100网络单片机和FPGA最小系统板,以及串口下载电路,以太网接口电路,系统电源电路等组成,软件设计主要基于KEIL开发环境编写程序驱动单片机和上位机的数据传输,此系统拟完成以下功能:
1.完成多频雷达同步控制器电路板的设计制作和焊接工作以及调试工作,并检验设计的正确性和工作的稳定性。
2.利用以太网,实现同步控制器上的单片机与上位机之间的TCP通信,完成数据的稳定可靠传输。
3.研究控制信号和同步信号的参数设计,包括发射脉冲方波(TS)、收发开关脉冲(T/S)、帧同步信号等,并研究各个信号间的时序关系,最终设计出微波雷达同步控制器的参数。
2.3拟采用的技术方案及措施
本设计针对S波段多频雷达探测的同步时序要求,提出了一种基于以太网的多频雷达同步控制系统设计方案,该方案利用W7100单片机搭建以太网通信平台,由上位机将同步控制配置参数通过以太网下载都FPGA中,运用keil软件和quartusII软件开发环境,使FPGA产生一系列雷达时序控制脉冲信号,用于控制多频雷达发射,接收和数据采集与处理。
其中,系统的同步控制配置参数主要分为控制命令和系统参数两类。控制命令主要包括:系统工作所需的各阶段的准备命令、停机命令、关机命令、状态查询命令等。具体命令内容如下表
序号 | 参数项目 | 数据长度(byte) | 备注 |
1 | 系统准备命令 | 4 | 开始启动探测之前的准备工作 |
2 | 探测启动命令 | 6×4 | 启动时间:年/月/日 |
3 | 停机命令 | 4 | 系统停机待命 |
4 | 关机命令 | 4 | 系统关机 |
5 | 状态查询命令 | 4 | 查询移动站当前状态 |
系统参数命令包括工作频率个数、工作频率数值、脉冲周期、脉冲宽度、相参积累个数。具体内容如下
序号 | 参数项目 | 数据长度(byte) | 备注 |
1 | 工作频率个数 | 4 | 实际数值有系统工作状态定 |
2 | 工作频率数值 | 4 | 频率排列方式按数组顺序 |
3 | 脉冲周期 | 4 |
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4 | 脉冲宽度 | 4 |
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5 | 相参积累个数 | 4 | 实际数值由系统工作状态定 |
3. 研究计划与安排
1-3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需理论基础。确定方案,完成开题报告。
4-5周:熟悉掌握基本理论,完成英文资料的翻译,熟悉其中的电路设计和软件开发环境。
6-13周:按要求完成毕业设计的主要任务;
4. 参考文献(12篇以上)
[1]王勤,万显荣,杨子杰.多频高频地波雷达同步控制系统设计.华中科技大学学报(自然科学版).2009.4
[2]王淑融,邱昌熔,田建生,石振华.高频地波雷达osmar2000同步控制器.武汉大学学报(理学版).2001.4
[3]胡成.双基地雷达同步技术研究与同步系统设计.电子科学大学硕士论文.2013.3
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