一种可场景化定制的多通道视频信号产生装置

专利名称：一种可场景化定制的多通道视频信号产生装置

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202111320607.4

专利申请（专利权）人：中国船舶重工集团公司第七二三研究所
权利人地址：江苏省扬州市广陵区南河下26号

专利发明（设计）人：田德民,张学成,黄颖,杨峥峥,王林,赵荣琦,王飞

专利摘要：本发明提出了一种可场景化定制的多通道视频信号产生装置，包括电源模块、上位机控制软件、多通道视频产生模块、对外接口模块，所述上位机控制软件用于对多通道视频产生模块输出视频信号进行场景化设置，所述多通道视频产生模块用于根据上位机控制软件的设置指令产生相应的多通道视频信号，所述对外接口模块用于提供多路视频信号的不同对外输出硬件接口。本发明具有输出接口多样，多路视频信号可按场景定制等特点，特别适合电子战比副测向接收机的调试、生产、校验及外场测试。

主权利要求：
1.一种可场景化定制的多通道视频信号产生装置，其特征在于，包括电源模块、上位机控制软件、多通道视频产生模块、对外接口模块，所述上位机控制软件用于对多通道视频产生模块输出视频信号进行场景化设置，所述多通道视频产生模块用于根据上位机控制软件的设置指令产生相应的多通道视频信号，所述对外接口模块用于提供多路视频信号的不同对外输出硬件接口；当多通道视频产生模块接收的指令为一路非扫描信号时，解析上位机控制软件指令，根据重复周期、脉冲周期、脉冲宽度，入射角以及接收机通道数，在FPGA内计算得到和入射角对应的通道的DAC视频幅度值，按照脉宽和重复周期进行持续输出；
当接收的指令为多路信号输出时，分别解析单个信号参数，按照单个信号生成控制各视频通道DAC的参数，根据优先级、重复周期、扫描周期排队，当同一视频通道输出冲突时，只输出优先级高的一路信号，其余时刻各通道输出。
2.根据权利要求1所述的可场景化定制的多通道视频信号产生装置，其特征在于，所述上位机控制软件进行的场景化设置包括配置单通道、多通道模式下，不同扫描类型、重频类型、波束宽度、脉冲宽度的不同类型辐射源数据。
3.根据权利要求1所述的可场景化定制的多通道视频信号产生装置，其特征在于，所述上位机控制软件具备将设置参数保存和从文件中读取功能，同时还具备将设置参数可视化功能。 说明书 : 一种可场景化定制的多通道视频信号产生装置技术领域[0001] 本发明属于视频信号产生技术，具体为一种可场景化定制的多通道视频信号产生装置。背景技术[0002] 在电子战及其相关领域需要对信号到达角(DOA)进行测量，可实现的方法有比幅测向、相位干涉仪测向、单脉冲测向、比幅比相等，其中比幅测向中的多波束比幅测向技术具有频段宽，实现简单，测向精度高等特点，是一种常用的方法。多波束比幅测向法是接收辐射源到达不同天线的幅度值，对多个天线幅度值进行运算最终得到被测信号的到达角。如图1、2所示，传统的多波束比幅测向在0～360°圆周上等间距地排列着M个相同波束的天线，各波束指向为θ0、2θ0、3θ0、…Mθ0。式中θ0＝360/M，M为波束总数。各天线波束接收的信号经过检波‑对数视频放大器(DLVA)将接收到的雷达信号变换成视频脉冲，再由比较电路找出其中幅度最大的波束序号及相邻的次最大波束序号，进一步求出两者之差值，从而确定幅射源的方位。[0003] 设各天线增益相同，其3dB波束宽度均为θB。假设信号入射的方位角θ处于第m个天线轴线附近，由于天线的方向图在偏离轴线±θB的角度范围内通常可以认为是高斯型，因此第m个天线接收信号幅度为：[0004][0005] 即到达每个接收通道的信号幅度均是不同的。[0006] 针对采用多波束比副测向的电子战接收机，当需要单独对接收机测向部分进行调试、校验及维护等时，由于无前端微波通道及天线系统，通常只能采用注入视频信号(从DLVA后直接注入)的方式进行。常用单个函数发生器作为视频信号源，仅注入其中一路测向通道的方式来检测接收机测向性能。若需要模拟和检测多路测向通道，则需要多个函数发生器，这时不但设备量很大，而且多个函数发生器之间的同步十分复杂，几乎无法同步，并且无法模拟多路、不同参数、多方位到达信号。同时针对不同类型辐射源，其扫描类型、重频类型、波束宽度、脉冲宽度等参数均不相同，无法模拟多路、不同参数、多方位到达信号。发明内容[0007] 本发明提出了一种可场景化定制的多通道视频信号产生装置。[0008] 实现本发明的技术解决方案为：一种可场景化定制的多通道视频信号产生装置，包括电源模块、上位机控制软件、多通道视频产生模块、对外接口模块，所述上位机控制软件用于对多通道视频产生模块输出视频信号进行场景化设置，所述多通道视频产生模块用于根据上位机控制软件的设置指令产生相应的多通道视频信号，所述对外接口模块用于提供多路视频信号的不同对外输出硬件接口。[0009] 优选地，所述上位机控制软件进行的场景化设置包括配置单通道、多通道模式下，不同扫描类型、重频类型、波束宽度、脉冲宽度的不同类型辐射源数据。[0010] 优选地，所述上位机控制软件具备将设置参数保存和从文件中读取功能，同时还具备将设置参数可视化功能。[0011] 优选地，当多通道视频产生模块接收的指令为一路非扫描信号时，解析上位机控制软件指令，根据重复周期、脉冲周期、脉冲宽度，入射角以及接收机通道数，在FPGA内计算得到和入射角对应的通道以的DAC视频幅度值，按照脉宽和重复周期进行持续输出；[0012] 当接收的指令为多路信号输出时，分别解析单个信号参数，按照单个信号生成控制各视频通道DAC的参数，根据优先级、重复周期、扫描周期排队，当同一视频通道输出冲突时，只输出优先级高的一路信号，其余时刻各通道输出。[0013] 本发明与现有技术相比，其显著优点为：本发明具有输出接口多样，多路视频信号可按场景定制等特点，特别适合电子战比副测向接收机的调试、生产、校验及外场测试。[0014] 下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。附图说明[0015] 图1为比幅测向原理示意图。[0016] 图2为比幅测向接收机接口及信号流。[0017] 图3为本发明的原理框图。[0018] 图4为本发明中多通道视频产生模块组成框图。[0019] 图5为本发明中工作流程简图。具体实施方式[0020] 一种可场景化定制的多通道视频信号产生装置，包括电源模块、上位机控制软件、多通道视频产生模块、对外接口模块以及机箱，可根据不同场景，设置生成输出不同类型辐射源的视频信号，而且各辐射源扫描类型、重频类型、波束宽度、脉冲宽度等参数均可以单独设置。[0021] 电源模块用来接收外部～220V交流电源，将其转换成DC+5V、‑5V两种电源；[0022] 所述上位机控制软件采用VC++编写，配置在上位机中，主要实现对多通道视频产生模块输出视频信号的场景化设置，可按要求配置单通道、多通道模式下，不同扫描类型、重频类型、波束宽度、脉冲宽度等参数的不同类型辐射源数据。上位机控制软件具备将设置参数保存和从文件中读取功能，同时还具备将设置参数可视化功能；[0023] 多通道视频产生模块接收来自上位机控制软件的设置指令，将其转换为输出要求的多通道视频信号。[0024] 进一步的实施例中，多通道视频产生模块主要包括多位高速DAC、高速宽带运算放大器、高速大容量FPGA及接口芯片；通过接收来自上位机控制软件的设置指令，在FPGA内首先进行通道解算、参数解算，给出初始时刻多通道DAC输出的幅度值，然后通过持续解算、比较不同输出信号的优先级，在工作期间持续计算和设置到不同DAC的幅度值。[0025] 对外接口模块为多根不同型号连接电缆，提供多路视频信号的不同对外输出硬件接口，可针对不同应用对象提供方便快捷的连接接口；[0026] 设备所有组成均包含在一个机箱内，机箱为自制便携式机箱内。[0027] 实施例[0028] 如图3所示，一种可场景化定制的多通道视频信号产生装置，包括ACDC电源模块、上位机控制软件、多通道视频产生模块、对外接口模块、机箱。[0029] 其中ACDC电源模块接收来自外部的～220V交流电源，输出将其转换成DC+5V、‑5V两种电源，本实施例中选用的电源模块型号为MPQ‑200B。[0030] 上位机控制软件采用VC++编写，配置在上位机中，主要实现对多通道视频产生模块输出视频信号的场景化设置，可按要求配置单通道、多通道模式下，不同扫描类型、重频类型、波束宽度、脉冲宽度等参数的不同类型辐射源数据。上位机控制软件具备将设置参数保存和从文件中读取功能，同时还具备将设置参数可视化功能。在上位机控制软件的输入界面中，按照要求输入需要的多通道的视频参数数据，包括通道数，单个通道的扫描类型和参数、重频类型和参数，波束宽度参数，脉冲宽度参数，最终合成报文通过串行或网络(可选)接口输出给多通道视频产生模块。[0031] 多通道视频产生模块接收来自上位机控制软件的设置指令，将其转换为输出要求的多通道视频信号，其主要包括多位高速DAC、高速宽带运算放大器、高速大容量FPGA及接口芯片等组成。多通道视频产生模块为一块尺寸为233*160mm模块，其所用主要器件型号为EP4SE360、DAC8820、THS4031、RTL8211E、W25Q128等。多通道视频产生模块是本发明的核心模块，其通过接收来自上位机控制软件的设置指令，在FPGA内首先进行通道解算、参数解算，给出初始时刻多通道DAC输出的幅度值，然后通过持续解算、比较不同输出信号的优先级，在工作期间持续计算和设置到不同DAC的幅度值。通过FPGA内的连续解算，本发明从单信号视频输出到多信号视频输出，同时还实现了叠加信号、同时到达信号的视频输出，模拟了复杂的信号态势。多通道视频产生模块内包含FLASH芯片，还具备对设置参数存储功能，方便多次参数存储和设置。[0032] 当多通道视频产生模块接收的指令为只有一路非扫描信号时，解析上位机指令，根据重复周期、脉冲周期、脉冲宽度，入射角以及接收机通道数(θ0和θB)等，根据在FPGA内计算得到和入射角对应的主通道以及左右各2个通道的DAC视频幅度值，按照脉宽和重复周期进行持续输出；[0033] 当指令中包含多路信号输出时，则首先分别解析单个信号参数，按照单个信号生成控制各视频通道DAC的参数，然后根据优先级、重复周期、扫描周期排队，当同一视频通道输出冲突时，只输出优先级高的一路信号(优先级相同时随机输出)，其余时刻各通道正常输出。[0034] 对外接口模块安装在机箱上的固定接口部分选用器件型号J30J‑100ZK，其实现本装置对外输出，输出部分为多根不同型号连接电缆，其一端选用型号为J30J‑100TJL，连接到本发明的固定接口上，另外一端分别根据连接模块的接口选用接插件，主要功能为将输出视频接口转为配试件相应接口。[0035] 本装置具有输出接口多样，多路视频信号可按场景定制等特点，特别适合电子战比副测向接收机的调试、生产、校验及外场测试。

专利地区：江苏

专利申请日期：2021-11-09

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN114142969B