基于FIFO的目标距离脉冲模拟电路

——

作者：庞学文田地时间：2006-09-23 来源：EDN China 收藏

1引言

雷达是无线电测向和测距，测距是其主要的功能之一，雷达是通过测试发射脉冲和目标回波之间的时间差来测量目标距离的。雷达模拟器的主要功能是逼真地模拟雷达接收到的目标回波。根据雷达模拟器的输出频率可以将雷达模拟器分为射频雷达模拟器、中频雷达模拟器及视频雷达模拟器。在雷达模拟器中，目标航路通常是由计算机实时计算产生的。如何将实时计算的目标距离数据转化为模拟的目标回波是设计雷达模拟器需要解决的关键问题之一。对高重复频率的雷达而言，由于存在距离模糊，雷达通常使用多个不同的重复频率，这就要求回波模拟电路必须具备适应不同重复频率的功能，而且在雷达切换重复频率的瞬间模拟电路必须能够快速适应。

我们在研制某种型号雷达模拟器的过程中遇到了以上问题，为此设计了基于FIFO的目标距离脉冲模拟电路，此模拟方案具有与雷达发射脉冲频率无关、自动适应雷达模拟发射脉冲频率变化、适应高重复频率和易于使用EPLD实现等优点。

2基于FIFO的脉冲模拟电路

图1是雷达测距原理图。雷达接收机通过测量发射脉冲和回波脉冲之间的时延来测量目标距离，一般用下式表示：

式中，c为光速；T为发射脉冲重复频率。雷达的最大单值测距范围由其脉冲重复周期T决定。为保证单值测距，通常应选取

式中，Rmax为雷达的最大作用距离。

图1雷达测距原理

有时雷达重复频率的选择不能满足单值测距的要求，例如脉冲多普勒雷达或远程雷达，这时目标回波对应的距离R为（m为正整数）

式中，τ1为测得的回波信号与发射脉冲间的时延。这时将产生测距模糊，如图2所示，为了得到真实的距离R，必须判明式（2）中的模糊值m。

图2雷达测距模糊（m=1）

常用的距离解模糊方法有多重复频率解模糊和舍脉冲解模糊等方法，在此不再赘述。

对有距离模糊的雷达回波模拟器而言，必须准确地模拟每1个回波脉冲。如果使用记发射脉冲个数m、再模拟τ1的方法，必须准确知道雷达发射脉冲的周期T，否则会造成距离模拟误差，而且此误差随目标距离的增大而增大。我们在开发某种雷达模拟器的过程中设计了一种新的模拟方法，能够克服以上缺点。

由1个计数器、加法器、比较器、FIFO以及相应的控制电路构成。其结构如下图3所示。

图3基于FIFO的目标距离 脉冲模拟电路框图

其设计的基本思想是：将目标距离按时钟频率量化生成延时数据锁存在锁存器2中，利用计数器产生1个循环的数值序列作为时间基准，雷达每发射1个脉冲的同时，锁存器1冻结，加法器将两个锁存器的输出相加，其结果表示目标回波应该出现的时刻，在控制电路的控制下将加法器结果存入先进先出（FIFO）存储器；FIFO的输出为下1个回波脉冲出现的时刻，它和时间序列在比较器内进行比较，如果两者相等则说明当前时刻应该输出1个回波脉冲，同时此脉冲又驱动FIFO将下1个数据送到比较器，为下1个脉冲输出作准备。在整个工作过程中只用到雷达的发射脉冲。

下面以1个具体例子说明其工作原理。