淺析高速數(shù)據(jù)采集卡在雷達信號采集和分析中的使用情況

鄒和平

摘 要：隨著科技在不斷的發(fā)展，電力事業(yè)也在高速的發(fā)展，在當今數(shù)據(jù)采集信息的時代中，數(shù)據(jù)采集速率也得到了飛速發(fā)展，采用的A/D采樣率已經(jīng)達到了10GS/s，并且通過了A/D采樣在中頻對雷達進行信號的安全處理，本文主要對PCI總線技術(shù)的數(shù)據(jù)采集卡，在雷達回波信號的采集和儲存中進行詳細的分析，全面了解了使用狀況。

關鍵詞：高速數(shù)據(jù)采集卡 PCI總線技術(shù) 雷達信號 采集

中圖分類號：TN95 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（a）-0038-02

在現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)發(fā)展的進程中，針對現(xiàn)代雷達技術(shù)的應用，將信號處理技術(shù)作為目標以及識別雷達成像的核心技術(shù)，因此，在雷達信號采集中需要對回波信號進行實時的信號采集，然后再計算機信息技術(shù)的應用中對數(shù)字信號進行處理，了解信號采集的使用狀況，因此為了滿足雷達試驗的要求，在信號采集中需要設計一個雷達信號高速大容量數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，提高觸發(fā)功能，在硬件和軟件的結(jié)合使用中，將高速數(shù)據(jù)采集卡和硬件陣列控制進行有效的組合，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速采集和使用。在本文主要是基于PCI總線的雙通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，在利用高速數(shù)據(jù)采集卡進行實時的雷達信號采集，最終保持將采集到的信號數(shù)據(jù)做準確的記錄，在計算機硬件的使用中，能夠為地面非實時成像處理提供有效的應用。

1 PCI總線技術(shù)

在采用PCI總線技術(shù)中，該系統(tǒng)的特點是：小型化、連接方便、操作比簡單、記錄的時間相對比較長、采樣率高、數(shù)據(jù)傳輸率高、動態(tài)范圍大以及在數(shù)據(jù)信號的采集中使用的是I＼Q正交雙通道采集的方式，這種采集模式完全符合高速大容量的雷達數(shù)據(jù)采集要求，能夠滿足雷達信號采集的使用效率。

2 雷達信號采集系統(tǒng)的工作原理

在本文選用的是高速信號采集，其數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件部分主要是由主機進行控制以及12位、雙通道、50 MS/s的采樣率數(shù)據(jù)卡進行的，在數(shù)據(jù)的采集過程中，通過同軸電纜將接收機I、Q通道的雷達回波信號連接到采集卡的GH1＼CH2中，將雷達系統(tǒng)的同步脈沖作為采集卡的外同步信號，這樣來控制數(shù)據(jù)采集的同步進行，在該系統(tǒng)的采集中主要利用的是軟件數(shù)據(jù)控制采集卡正常工作，最終使得數(shù)據(jù)的采集自動完成，并且將采集到的數(shù)據(jù)記錄在硬盤上，最終生成二進制數(shù)據(jù)文件，對這些采集的數(shù)據(jù)進行后期分析。

在雷達數(shù)據(jù)信號的采集過程中，由于數(shù)據(jù)采集需要在高速和大容量的模式下進行，并且要實時的采用采樣率比較高的運行模式，這就產(chǎn)生了存儲容量和采集持續(xù)時間的矛盾，因此，在采用高效率的數(shù)據(jù)采集信息中，需要將采集的信號記錄下來，便于脫機對信號進行及時的分析和處理，但是在采集的過程中，采用的是PCI總線技術(shù)，但是在該系統(tǒng)的應用中能夠保證信號的傳輸效率，因此，對雷達信號的采集以及應用有著巨大的推動作用。在PCI系統(tǒng)中采用的是CS12100數(shù)據(jù)采集卡，該采集卡能夠保證高采樣率并且能夠?qū)嵭蟹侄未鎯Φ墓δ?，它可以?M點存儲空間中按照用近乎的定義進行分配，能夠?qū)⒍螖?shù)對應的雷達冒充數(shù)進行多段存儲來有效的提高回波信號的時間，這種延遲技術(shù)采集來的信號主要是脈沖時的信號，這就充分的利用了采集卡的資源，并且大大的提高了傳輸率。解決了采集與傳輸之間的瓶頸問題。

在采用CS12100的段存儲功能中，能夠?qū)⒄麄€采集卡的內(nèi)存劃分為若干個子段，并且按照一定的要求來占用一定的字節(jié)空間，然后進行外觸信號。在外觸信號中主要的工作原理是由雷達的同步脈沖信號所提供的，只有在外觸發(fā)有效進行后，采集系統(tǒng)才可以正常的啟動數(shù)據(jù)的存儲，在數(shù)據(jù)的采集中采用的是分段進行，按照同步脈沖信號的重復頻率計算，在完成了數(shù)據(jù)信號的采集中，將信號和存儲后的信號及時的寫入計算機硬盤中，最終完成信號的記錄工作。因此，在分析了PCI總線技術(shù)后，采集雷達信號需要輔助的控制系統(tǒng)來同時完成。

在控制軟件的設計中，需要結(jié)合數(shù)據(jù)采集卡進行實時采集、存儲以及高速的寫入計算機銀盤的過程進行，在采集的過程中盡量孫端每次信號采集完成后的時間間隔，在采用PCI宗信技術(shù)中，利用的是CS1200設備，它主要的特點是具有高速的寫內(nèi)存的功能，能夠在采集卡中高效的完成數(shù)據(jù)的采集和存儲，并且通過指令來向計算機寫入硬盤，僅僅需要做好傳輸工作，快速的對采集來的信號進行存儲，保證整個軟件控制面不幸行波形顯示，來最大限度的減少采集到完成寫文件的時間，快速的掌握回波的情況，提高信號采集的效率。

3 雷達信號在分析中的作用

在雷達信號的采集和分析中，需要第采集來的信號進行雷達脈沖重復周期數(shù)，這就需要對采集來的I、Q通道數(shù)據(jù)按照4000×512形成矩陣，然后進行復數(shù)運算以及取幅值，在二維圖像方式顯示出來，了解橫軸代表的是雷達的脈沖數(shù)，縱軸代表的是幅值，最終將采集和存儲的信號運用能夠為地面非實時成像處理提供有效的應用。雷達信號的采集過程及流程。

4 結(jié)語

通過介紹雷達信號采集和分析的使用狀況，并且在硬件中主要利用高速數(shù)據(jù)采集PCI總線系統(tǒng)實現(xiàn)了采集卡在模擬信號以及脈沖信號的高速采集，在外觸發(fā)的功能中實現(xiàn)了對信號的捕捉，并且利用硬件設備的陣列組合模式，完成了采集數(shù)據(jù)的高速大容量的存儲，在硬件中結(jié)合軟件的使用，提供了示波器、高速數(shù)據(jù)六盤以及數(shù)據(jù)慧芳等模式，在采集和存儲信號中支持波形顯示分析，根據(jù)雷達信號的特點為該系統(tǒng)提供了更加合理的設計要求，在系統(tǒng)使用中，滿足了信號功能的基本實現(xiàn)，解決了信號的采集以及實時存儲的效果，增加了數(shù)據(jù)側(cè)存儲量，保證了數(shù)據(jù)的正確使用性，為雷達信號的傳輸提供了可靠的保障，PCI總線的雙通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，在利用高速數(shù)據(jù)采集卡進行實時的雷達信號采集，最終保持將采集到的信號數(shù)據(jù)做準確的記錄，在計算機硬件的使用中，能夠為地面非實時成像處理提供有效的應用。

參考文獻

[1] 陳國慶，李鵬，田聰.雷達信號采集存儲與傳輸系統(tǒng)設計研究[J].電子測量與儀器，2012（14）.

[2] 唐艷紅，孫福洋，曹勛.基于FPGA的雷達信號采集系統(tǒng)與波形發(fā)生器[J].火控雷達技術(shù)，2013（19）.

[3] 楊連磊，趙曉芳，王鵬輝.基于PCI總線的雷達信號采集分析系統(tǒng)設計[J].電子測量與儀器研究，2010（16）.