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首頁-解決方案-雷達與通信

解決方案

微波光子雷達中頻信號采集存儲

發(fā)布時間:2020-07-23

方案亮點
★射頻直采技術(shù):DC-8GHzRF輸入,,采樣率5.4GSPS;

★大寬帶數(shù)據(jù)采集存儲:6.4GByte/s的持續(xù)數(shù)據(jù)速率,;

★定時觸發(fā)系統(tǒng):多通道同步精度小于100ps;

★專業(yè)數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器:24個DDR4內(nèi)存插槽,,最大

    內(nèi)存容量1536G,;32塊SSD,,最大存儲容量32T

信號處理功能:通過安裝如Matlab第三方集成開發(fā)

   平臺,進行信號分析和處理 ,。

微波光子配圖1.jpg
應(yīng)用背景

微波光子技術(shù)在實現(xiàn)大帶寬的任意波形信號上表現(xiàn)出優(yōu)異的性能,,微波光子雷達利用該技術(shù)對目標精細結(jié)構(gòu)和特征的進行快速識別,使其不僅能夠應(yīng)用于作戰(zhàn)平臺對小型化目標的實時辨識,,也能為無人智能設(shè)備提供準確的環(huán)境信息,,在軍民兩棲領(lǐng)域具有重要意義。在此背景下,,中電集團某研究所將微波光子雷達列入預(yù)研課題,,對此新技術(shù)展開研究和開發(fā)雷達實物。在研發(fā)初期我司參與其中,,提供研制階段的技術(shù)協(xié)助,,解決了微波光子雷達中頻信號高速數(shù)據(jù)采集及大帶寬數(shù)據(jù)的實時存儲問題。

系統(tǒng)描述
  • 系統(tǒng)采用高速數(shù)字化儀與專業(yè)的T級數(shù)據(jù)傳輸存儲服務(wù)器相結(jié)合的方式,,可長時間采集和存儲模擬前端800MHz帶寬內(nèi)的P/L/S/C Band信號,,理論可以高達5.4GByte/s的轉(zhuǎn)換率不間斷進行采集存儲,達到最高32T的存儲容量上限,。

  • 高速數(shù)字化儀是我司研發(fā)的一款雙通道低噪聲寬帶數(shù)字接收機,。憑借寬模擬帶寬,該款高速數(shù)字化儀成為需要寬帶信號捕獲和高動態(tài)范圍的應(yīng)用的理想之選,。內(nèi)部通用的軟件無線電架構(gòu)以及大型Xilinx FPGA的選用,,使得產(chǎn)品可重構(gòu)性強,資源豐富,,可滿足絕大多數(shù)市場需求,。兼容板載和外部參考時鐘,獲得專利技術(shù)的定時觸發(fā)機制可將多通道同步至100ps以內(nèi),。

  • 數(shù)據(jù)傳輸存儲服務(wù)器采用具有高性能及高可擴展性的專業(yè)級服務(wù)器平臺,,自身裝載Windows操作系統(tǒng),可對文件進行管理訪問,。平臺具備多槽的PCI-E可擴展性,,配備我司研發(fā)的光纖傳輸板卡,成為整個系統(tǒng)中高速數(shù)據(jù)并行傳輸不可或缺的一部分,;平臺數(shù)據(jù)存儲采用固態(tài)硬盤,,且可支持到雙顆多核CPU,,具備高性能的計算能力,作為上位機使用具有極佳工作速率,。 

系統(tǒng)架構(gòu)

微波光子配圖2.jpg

1.ADC射頻板卡:實現(xiàn)對寬帶模擬信號進行高速采樣,。
2.FPGA板卡:實現(xiàn)自定義信號處理以及管理數(shù)據(jù)的并行輸出,核心器件選用XILINX 的XCKU040系列芯片,。
3.光纖傳輸板卡:數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換模塊,,將來自高速數(shù)字化儀的數(shù)據(jù)傳遞至上位機。4.大容量高速存儲卡:實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速緩存,。包含4根32 GB的DDR4內(nèi)存,,總存儲容量128GB,單路存儲速度16GByte/s,。 
5.固態(tài)硬盤:實現(xiàn)大容量數(shù)據(jù)存儲,;總?cè)萘繛?TB,可擴展,。
6.控制器:裝載Windows操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件,,用戶通過定制的軟件界面使用中頻信號采集存儲系統(tǒng),也可使用第三方開發(fā)軟件對存儲的數(shù)據(jù)進行分析,。

系統(tǒng)工作模式
微波光子配圖3.jpg




微波光子雷達中頻信號采集存儲軟件采用NI的圖像化軟件LabVIEW實現(xiàn),,軟件架構(gòu)為生產(chǎn)者消費者模型,通過圖形化用戶界面按鈕產(chǎn)生事件,,在消費者循環(huán)中對事件進行實現(xiàn),,結(jié)構(gòu)簡單明了,易于軟件的維護和升級,。根據(jù)應(yīng)用的不同,,電子綜合信息系統(tǒng)有五種工作方式,包括EW模式,、BDL模式,、窄帶模式、超視距通信模式和校準模式,。五種工作模式均運行在同一套硬件系統(tǒng)下,,模式的切換是通過加載不同的FPGA程序來實現(xiàn)的。

該軟件通過DMAFIFO讀取數(shù)據(jù)流,,CPU占用率低,,且讀取速度高;通過異步TDMS的方式存儲數(shù)據(jù),,兼顧了高速,、易存取和方便等多種優(yōu)勢,能夠在NI的各種數(shù)據(jù)分析或挖掘軟件之間進行無縫交互,,也能夠提供一系列API函數(shù)供其它應(yīng)用程序調(diào)用,;支持TDMS格式數(shù)據(jù)到dat格式和txt格式轉(zhuǎn)化,,方便用戶在MATLAB以及其他軟件中對數(shù)據(jù)進行處理;支持各種參數(shù)的組合使用,,使得該軟件能夠應(yīng)用到多種不同的場景,。

涉及產(chǎn)品
微波光子配圖4.jpg
應(yīng)用領(lǐng)域
無線通信  雷達   通用軟件無線電   射頻識別   醫(yī)學(xué)成像   核物理


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