靳玉杰[1]2004年在《雷达模拟器中的单片机应用》文中研究表明随着雷达技术的发展，ARPA(Automatic Radar Plotting Aids自动雷达标绘仪)由于可以直接显示目标船的航向、航速，同时可以直接得到目标船的DCPA和TCPA，因而得到了广泛的应用。在航海船员培训中，对雷达的培训使用是一个重要的方面。航海雷达模拟器利用计算机仿真技术，模拟在能见度不良的情况下船舶的操纵和避碰，使学员应对复杂海况，做出正确的判断。为此国际海事组织(IMO)通过了《STCW78／95公约》，特别强调了海员的“适任性评估”的作用与要求，将雷达与ARPA培训作为船舶驾驶员必须参加的强制性专业培训项目，同时要求应用IMO认可的模拟器进行海运培训和适任性评估，因而雷达模拟器的研究具有重要的意义。 在目前的雷达模拟器上，进行雷达标绘通常都是采用手工几何作图的方法进行的，时间长，误差大，而对于如何评价和确定被训练者的成绩，则必须有一个标准值即标准答案。目前的雷达模拟器上无法直接提供此标准值，造成评估的误差。同时目前的雷达／ARPA上，只能求取DAPA、TCPA等参数，对于如何进行避碰时的改向、改速等问题，没有明确的标示，无法给避碰决策提供太多帮助。 本论文针对当前雷达模拟器标绘训练中的不足，实现了利用单片机进行雷达模拟器标绘标准值的计算，主要成果有以下方面： 首先，利用单片机计算得到了在预定点改变航向和改变航速的计算，求得预定点改向的新航向C_N和预定点变速的新速度V_N，恢复原航向和原航速的时机点的计算；在给定避碰的新航向、航速的条件下，计算出恢复原航向／航速的时机点H的距离R_H和方位θ_H；目标船的六要素，即DCPA、TCPA、距离R(t)、方位θ(t)、真航速V_T和真航向C_T。 其次，将初始数据和计算结果通过串口在单片机和计算机之间传送，利用串口实现了和计算机的通信。 由于数学解析的结果比较精确，可以将单片机计算的结果作为雷达模拟器训练评估成绩的准确值。同时现代科学技术的发展，使船舶驾驶自动化逐渐成为现实，“无纸化”的人工标绘，即刚计算机软件模拟标绘的过程，在人机交互的界面下进行雷达标绘训练，有利于减少硬件的投资。本结果也可作为船舶智能避碰系统的组成部分，为实现“无纸化”的人工标绘打下基础。
赵晴, 郑敏杰, 李丽娜, 杨神化[2]2011年在《基于RS-485总线的雷达模拟器的硬件研制》文中研究表明介绍了一种雷达模拟器的硬件研制方案,该方案以STC的单片机为核心,使用A/D转换采集电位器电压的方式,模拟TUNE、GAIN等旋钮的数值;通过旋转编码器模拟EBL、VRM的数值,利用RS-485总线实现数据的传输,并在PC机显示。该方案的研制对其他模拟器的开发及大型船舶操纵模拟器的研制具有广泛的参考价值。
杨建[3]2017年在《一种船用雷达模拟器控制板的设计与实现》文中研究表明针对船用导航雷达模拟训练的特点,设计了一款能够控制雷达模拟器软件的控制板。此板可完成大多数型号的船用雷达训练,并能提供接近真机的操作体验,易便携;硬件电路设计简单实用,利用单片机控制能力强的特点,结合按键、电位器、与门和USB串口等电路,把各种模拟信号处理成电脑能识别的二进制代码,直接控制电脑模拟器软件的各种功能实现;软件设计灵活且升级方便,可根据雷达型号的不同,对各种按键和电位器的功能重新进行软件设置,编译过的软件通过USB串口直接下载到单片机。
李如年, 王新鹏, 倪国旗[4]2008年在《雷达模拟器中地物回波的模拟实现》文中指出雷达地物回波信号是雷达模拟器信号仿真的关键性因素,它的产生样式直接影响到仿真的效果。阐述了地物回波的仿真模型,介绍了两种地物回波的实现方法。主要从硬、软件方面介绍雷达地物回波信号的产生原理及实现方法,具有很强的实践意义。
张龙敏, 刘亮, 彭叶飞, 梁猛[5]2016年在《基于FPGA及AVR系统的雷达模拟器实现》文中提出提出一种基于FPGA及AVR单片机系统,采用数字信号生成技术,通过D/A转换及运放电路输出视频信号,实现某型雷达模拟器的设计工作。
尹勇, 刘秀文, 李志华[6]2007年在《采用真雷达显示器的航海雷达模拟器的关键技术》文中指出传统的雷达模拟器大致可分为全微机化的雷达模拟器及采用真雷达显示器和雷达信号发生器板的雷达模拟器。第一种雷达模拟器的操作界面逼真度尚待进一步提高,第二种雷达模拟器由于受雷达信号发生器板内存等限制,所能模拟的海区不如第一种雷达模拟器多,灵活性欠佳。本文的雷达模拟器采用微机生成雷达视频信号,通过雷达接口板将由计算机模拟的不同海区雷达回波图像显示在真雷达显示器上,具有灵活性大、逼真度高的特点。对该雷达模拟器的几个关键技术:雷达不同显示方式下的坐标变换、岸线回波生成算法、雷达信号接口板的的设计作了详尽介绍。该接口板可产生满足雷达/ARPA显示设备需要的各种信号,并可实时将计算机模拟的雷达视频数据转换成雷达显示设备可以接收的雷达回波信号,显示在真实雷达显示设备上。成功地应用在全任务大型船舶操纵模拟器中。
李正纲[7]2010年在《雷达高度表模拟器的设计与研究》文中认为在雷达的生产和使用过程中,对雷达性能和指标的测试历来是一个非常重要的环节,用雷达模拟器对各种雷达进行测试和性能监测成为当今装备发展的必然趋势。本文研究的是一种机载雷达高度表模拟器,用于雷达高度表的外场测试与性能监测。针对现有雷达高度表模拟器设计存在的缺点和问题,特别是采用声表延迟线引起的系统体积大,只能模拟几个离散点等问题,本文在参考大量关于雷达高度表和雷达模拟器相关文献的基础上,提出一种基于雷达信号模拟方式的新型设计方法。该方法采用模块化设计,模拟高度基本接近全高程,有灵活的配置方式,可根据需求进行雷达高度表的多个功能模拟,并且实现了系统的小型化和低成本化,为后续的批量生产奠定基础。在设计中,根据系统的功能指标要求,对系统各功能电路进行深入分析、理解和设计,并就课题所采用的方案对系统整体框架与各个功能模块如天线、限幅器、检波电路、锁相环、脉冲调制开关和收发监测等的实现进行详尽的研究。在此基础上完成了相应的设计、仿真和调试,编写了频率控制模块单片机程序,完成了新型雷达高度表模拟器的总体设计。经过调试优化后,该雷达高度表模拟器的系统延迟小于50nS,输出调制脉冲信号脉冲宽度在40~280nS范围内连续可调,输出连续波功率大于15dBm,相位噪声小于-82dBc/Hz@10kHz,并能实现输出频率在40MHz范围内按1MHz步进跳变。将设计的雷达高度表模拟器应用在某型飞机的雷达高度表上进行实际测试,在20~8000m的范围上实现了雷达高度表的全高程模拟,基本满足了对爬升率、低空告警等功能的模拟。对该型雷达高度表模拟器设计中存在的问题进行了分析,并指出了改进方向。
姚洪滨[8]2002年在《RADAR/ARPA模拟训练系统》文中指出本文在对国际海事组织(IMO)对航海雷达模拟训练及模拟训练器材的有关规定、航海雷达(ARPA)模拟训练在国内外的发展现状等进行充分调研的基础上，提出以微型计算机和MCS-51单片机构成的计算机通信网为核心的RADAR／ARPA模拟训练系统的设计方案，并对该系统的硬件结构设计和软件编程等作了详细的论述。 文中对模拟操纵台和雷达信号发生器等单片机系统的设计、微型计算机与单片机之间通信、电子海图的生成，船舶运动模型的建立与解算，模拟雷达图象的产生、单片机快速坐标变换运算、连续海岸信息的存储等关键问题进行了较深入的理论分析，并将这些成果应用于实践中。在微型计算机与MCS-51单片机构成的计算机通信网络基础上，在Visual C++环境和MCS-51汇编语言条件下形成了RADAR／ARPA模拟训练系统，基本实现了国际海事组织(IMO)所要求的模拟训练功能，达到了相应的技术指标。 本文还对该系统的可靠性、精度以及系统测试和容错等问题作了分析与论述。该系统已推广至国内四所航海院校，成为船舶驾驶专业教学和高级船员培训的主要训练器材，系统的实用性和可靠性已得到了实际验证。
龙伟[9]2014年在《基于FPGA的Ku波段雷达信号模拟器控制模块设计与实现》文中研究说明雷达测试系统,是用来测试雷达系统性能,评估雷达工作状态的系统。雷达测试系统的测试信号源可以产生雷达在各种工作环境下可能接收到的回波信号的精确重现并用模拟回波信号测试雷达各个子系统和整体系统的性能或工作情况,是雷达测试系统的核心。本文详细介绍基于FPGA的Ku波段的雷达测试信号源频综器控制系统研制过程。系统硬件实现采用了6层PCB板设计,仔细考虑了对系统性能有较大影响的电源模块,FPGA配置模块,控制接口等方面的电路设计和实现。频综模块采用Verilog编写控制模块。串口模块运用了嵌入式软核(Microblaze)技术来实现。根据系统从低频时钟域向高频时钟域发送数据的特点,系统采用了触发器级联和FIFO缓存的方式解决数据跨时钟域传输的同步化问题。系统的时序生成控制部分使用了模块化的设计思路。控制数据和控制功能相互隔离,提高配置数据使用的灵活性。控制模块通过总线的方式连接,由一个总控模块调用各个模式下所需要的系统的各个功能模块,并控制整个系统的工作时序。本文还详细的介绍了系统的测试结果,从时域、频域、调制域以及FPGA产生的控制信号测试了整个系统的功能和性能,系统的性能指标达到了预期的目的。同时,也给出了在系统测试过程中发现的诸多的问题以及解决这些问题的方法,探讨了现阶段还没有实现但可能改善系统性能的一些思路。
刘秀文[10]2002年在《基于TMS320C32雷达信号发生器设计》文中认为雷达模拟器在海员培训和适任评估中起着重要的作用。随着航海事业的发展，用户对雷达模拟器的要求越来越高，《STCW 78／95公约》也对雷达／ARPA模拟器提出了明确的要求。 在配备真实雷达显示器设备的高档雷达模拟器中，雷达信号发生器是其核心部件，它生成模拟雷达信号包括雷达视频、触发以及方位信号等，送到雷达显示器上显示，实现具有真实雷达操作感，又具有模拟的海域环境，达到雷达模拟器的最终使用目的。 通过对雷达的系统分析，提出了基于TMS320C32的雷达信号发生器，它以TMS320C32最小系统为核心，加上与雷达显示器接口电路部分，形成了一个相对独立的雷达信号发生器，它能在PC机的辅助支持下，实时生成雷达视频信号，送到雷达显示器显示。它改变了以往采用位图形式查表实时生成雷达视频信号算法的缺点，采用从矢量化的海图数据中通过直线求交的算法实时生成雷达视频信号，这样在雷达显示的图像更加逼真，特别是在近量程，能真正提高雷达距离分辨力，不会出现马赛克现象，而且对于模拟诸如海浪抑制、雨雪干扰等更为方便。
参考文献：
[1]. 雷达模拟器中的单片机应用[D]. 靳玉杰. 武汉理工大学. 2004
[2]. 基于RS-485总线的雷达模拟器的硬件研制[J]. 赵晴, 郑敏杰, 李丽娜, 杨神化. 微型机与应用. 2011
[3]. 一种船用雷达模拟器控制板的设计与实现[J]. 杨建. 电子技术应用. 2017
[4]. 雷达模拟器中地物回波的模拟实现[J]. 李如年, 王新鹏, 倪国旗. 火力与指挥控制. 2008
[5]. 基于FPGA及AVR系统的雷达模拟器实现[J]. 张龙敏, 刘亮, 彭叶飞, 梁猛. 技术与市场. 2016
[6]. 采用真雷达显示器的航海雷达模拟器的关键技术[J]. 尹勇, 刘秀文, 李志华. 系统仿真学报. 2007
[7]. 雷达高度表模拟器的设计与研究[D]. 李正纲. 电子科技大学. 2010
[8]. RADAR/ARPA模拟训练系统[D]. 姚洪滨. 大连理工大学. 2002
[9]. 基于FPGA的Ku波段雷达信号模拟器控制模块设计与实现[D]. 龙伟. 电子科技大学. 2014
[10]. 基于TMS320C32雷达信号发生器设计[D]. 刘秀文. 大连海事大学. 2002