高速数据采集卡在船用雷达系统中的应用
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发表于:2016-05-17 16:01
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 近年,船舶行业快速发展,特别是国产航母“辽宁号”成功下水之后,我国船舶行业迎来的快速发展的良好时机,相关的配套设备也面临着不断升级的要求,如船用雷达的反映速度应越来越快、目标识别越来越精准。

船舶

 

北京坤驰科技有限公司的ADQ14系列高速数据采集卡,因其自身采集速度快、数据处理能力强、可用户定制算法开发等特点赢得了一系列军工用户,近期,其在某船舶研究机构研制的船用雷达系统中,成功担任了的雷达数据采集、传输、处理的核心任务,以下为该系统及ADQ14板卡的应用介绍。
 

1,船用雷达系统简介

 

该系统与以往的传统雷达系统不同,并非用于单个目标的识别,而是应用判断目标以外的背景信息,实现特定目的的搜索功能。可以说,识别的范围更广、信息含量更大,所需要处理的数据也更多,采集所需图像的同时,还要精确记录方位、时间等多维信息,整个系统实现难度大、硬件需求高。这也使得ADQ14板卡在一系列同类高速数据采集板卡中脱颖而出。
 

具体的高速数据采集相关需求如下:

A)采集信号特征:
总共4路信号
(1)video AD信号,幅度为±5V;
(2)trig触发信号,+12V电平信号2200Hz、1200Hz、600Hz
(3)BP方位信号,+12V电平信号186Hz;
(4)HD正北信号, +7V电平信号0.414Hz。
 

高速数据采集卡

图1触发信号与回波视频信号的时序图

 

方位信号与0点信号的时序图

图2方位信号与0点信号的时序图

 
 
B)采集控制
 
设备开机工作后,由触发信号控制开始采集和存储,天线每旋转一圈,会产生1个0点信号(HD)和多个方位信号(BP),在软件上设置任意角度采集,在采集扇角外的区域内,只数字计数,AD不采集。
 
C)存储需求
 
在以最大采样率来计算数据量,如当采集卡工作在500MS/S时,需能够实时把数据存储在电脑指定硬盘内。
 
D)软件需求
 
1、能够设定每次触发后的采集时间;
2、能够按要求设定数据存储的格式和类型;
3、实时传输数据,传输速率应能满足采集需求;
4、能够设置采样频率;
5、能够根据用户要求定制采集软件,提供软件代码,以供用户二次开发;
E) 逻辑开发
 

逻辑开发

 

2、前端的雷达系统指标:

 

   型号:FURUNO-M1945

显示器:12.1” LCD

天线:4’, 6’可选
量程:72海里 
功率:6kw
较高的短程目标探测能力
高级的自动增益、调谐、雨雪和海浪抑制模式 

48rpm高速运行天线

真运动方式回波跟踪比较本船和其他船舶的踪迹
雷达图
 
独特的画面功能能够快速转换到用户自定义的雷达设置

接收天线

图3 接收天线雷达整体接线图

图4 雷达整体接线图

 
3、高速数据采集卡指标如下:
 

采集指标

 
 
A) 概述
 

接口形式:USB、 cPCIe/PXIe、PCIe、MTCA-4

支持扩展模块:SSD存储模块、触发/定时模块、10Gbit高速光纤以太网传输模块

逻辑及软件:FPGA封装大量实时信号处理模块并支持用户开放、内部软件开发工具包(SDK)

应用领域:雷达、激光扫描、质谱分析、雷达、超声成像等

 

B)具体参数
 

型号:ADQ14DC-2A-VG-USB

规格:2通道,500MS/s,14bit,DC耦合

接口形式:USB 3.0  200MB/s

输入范围:(VG):0.5, 1, 2, 5 Vpp

连接器:SMA

-3dB带宽:250MHz

时钟:内/外时钟参考

触发:软件、内部触发、外触发输入/输出、电平触发

其他:支持GPIO、过压保护

FPGA:Xilinx Kintex 7 K325T
 ADQ14
 
4、现场测试
 
本着对客户负责的服务精神,在前往客户现场验收测试之前,坤驰科技的相关工程师进行了严格的内部调试与验证,并开发了一些用户用的到的相关应用功能,在确认没有任何问题后,前往用户应用现场进行测试,整个现场验收过程愉快、顺利,无论是产品性能还是坤驰工程师的服务态度都得到了用户极高的评价。
 

以下为现场发回来的相关图片:

 

测试相关图片

 



 
       
     
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