一种毫米波告警器的视频信号目标模拟器
阅读：408发布：2020-05-11
专利汇可以提供一种毫米波告警器的视频信号目标模拟器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提出了一种毫米波告警器的视频 信号 目标 模拟器 ，利用Matlab 软件 生成信号 波形 数据，由波形发生模 块 产生 模拟信号 ，接入到毫米波告警接收机 信号处理 电路 输入端，用于检测毫米波告警接收机信号处理电路的软件功能和识别率。本发明的毫米波告警器的 视频信号 目标模拟器用于毫米波告警器室内的调试和测试，减少外场实验，可大大降低成本。，下面是一种毫米波告警器的视频信号目标模拟器专利的具体信息内容。
1.一种毫米波告警器的视频信号目标模拟器，其特征在于，包括波形数据文本文件与波形发生模块，所述波形数据文本文件存储有波形信号数据文本，所述波形发生模块对波形数据文本文件中的数据做处理并将其输入毫米波告警器，所述波形发生模块包括电源电路、输入电路、嵌入式系统处理控制电路、下载电路、D/A输出电路、幅度调节器以及输出电路，所述电源电路用于提供电源，所述下载电路用于向嵌入式系统处理控制电路加载控制程序，所述嵌入式系统处理控制电路通过输入电路读取数据文本并通过D/A输出电路将数字信号转换为模拟信号输出，所述幅度调节器用于调节模拟信号的幅度，所述输出电路用于将调节过幅度的模拟信号输出；所述波形信号数据文本由Matlab软件产生。
2.根据权利要求1所述的毫米波告警器的视频信号目标模拟器，其特征在于，所述波形信号数据文本为高斯白噪声信号与钟形信号叠加信号数据文本。
3.根据权利要求2所述的毫米波告警器的视频信号目标模拟器，其特征在于，所述钟形信号的幅度范围为300mv～3300mv，时间宽度范围为2ms～330ms。
4.根据权利要求1所述的毫米波告警器的视频信号目标模拟器，其特征在于，所述输出电路包括并联输出的单端输出电路和/或差分输出电路，所述的单端输出电路为射级跟随器。
一种毫米波告警器的视频信号目标模拟器
技术领域
[0001] 本发明涉及目标探测和告警领域，特别是毫米波告警领域。
背景技术
[0002] 在现代战场中，以坦克为主要代表的装甲目标不仅杀伤力巨大，且经济价值较高，所以在战场上保护这些装甲目标免受打击成为了首要目的，而毫米波告警接收机主要用来探测有源末敏弹，能有效的保护战场上装甲目标的设备。然而传统的毫米波告警接收机研制周期长，并且外场实验总是占用大量的时间、人力和物力资源，更是需要多个人进行协同配合，占据了大量的时间，并且外场实验还要受制于天气影响，这使得外场实验的效率很低，大大影响了研制的进度。
发明内容
[0003] 本发明提出了毫米波告警器的视频信号目标模拟器，用于解决现有毫米波告警接收机实验效率低，研发进度慢的问题。
[0004] 实现本发明的技术解决方案为：一种毫米波告警器的视频信号目标模拟器，包括波形数据文本文件与波形发生模块，所述波形数据文本文件存储有波形信号数据文本，所述波形发生模块对波形数据文本文件中的数据做处理并将其输入毫米波告警器。
[0005] 优选地，所述波形发生模块包括电源电路、输入电路、嵌入式系统处理控制电路、下载电路、D/A输出电路、幅度调节器以及输出电路，所述电源电路用于提供电源，所述下载电路用于向嵌入式系统处理控制电路加载控制程序，所述嵌入式系统处理控制电路通过输入电路读取数据文本并通过D/A输出电路将数字信号转换为模拟信号输出，所述幅度调节器用于调节模拟信号的幅度，所述输出电路用于将调节过幅度的模拟信号输出。
[0006] 优选地，所述波形信号数据文本为高斯白噪声信号与钟形信号叠加信号数据文本。
[0007] 优选地，所述钟形信号的幅度范围为300mv～3300mv，时间宽度范围为2ms～330ms。
[0009] 优选地，所述输出电路包括并联输出的单端输出电路和/或差分输出电路，所述的单端输出电路为射级跟随器。
[0010] 本发明的工作原理为：Matlab软件中设计产生钟形信号和高斯白噪声信号，其中通过软件生成钟形信号的幅度在300mv～3300mv之间、时间宽度在2ms～330ms之间和叠加了高斯白噪声信号的信噪比在10～100之间，并且都服从随机分布，产生的高斯白噪声主要模拟现实中毫米波告警接收机信号处理电路接收到的噪声，叠加了高斯白噪声的钟形信号模拟了毫米波告警接收机信号在发现有源末敏弹时信号处理电路接收的信号，将Matlab生成的两个信号进行时域上的不断叠加，形成一段固定时长的信号，产生信号的时长可在Matlab程序中进行设置，这段叠加后的信号中含有多个不同幅值、时间宽度和信噪比的钟形信号，同时在Matlab程序中设置能被毫米波告警接收机信号处理电路识别的钟形信号的位置，Matlab程序运行后会生成波形的文本文件，通过波形发生模块读取波形文本文件并输出，将输出的波形同时接入毫米波告警接收机信号处理电路和示波器中，通过示波器观察波形，通过判断毫米波告警接收机信号处理电路是否在固定时间点发生告警，通过本发明的毫米波告警器的视频信号目标模拟器对毫米波告警接收机进行多次实验，不断提高毫米波告警接收机的识别率。
[0011] 本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)本发明的毫米波告警器的视频信号目标模拟器能够大大减少毫米波告警接收机外场实验的次数、时间、人力和物力资源，这使得外场实验的效率大大提高；2)本发明的毫米波告警器的视频信号目标模拟器相比传统外场实验不需要受制于天气影响，能够缩短实验所用的时间；3)本发明波形发生模块选用低功耗芯片，大大降低本发明的功耗，充分实现了低功耗的设计理念。
附图说明
[0013] 图1为本发明毫米波告警器的视频信号目标模拟器结构框图。
[0014] 图2为本发明Matlab软件随机产生的高斯白噪声。
[0015] 图3为本发明Matlab软件随机产生的时间宽度满足告警条件但是幅度过高不满足的波形。
[0016] 图4为本发明Matlab软件随机产生的时间宽度满足告警条件但是幅度过低不满足的波形。
[0017] 图5为本发明Matlab软件随机产生的幅度满足告警条件但是时间宽度过窄不满足的波形。
[0018] 图6为本发明Matlab软件随机产生的幅度满足告警条件但是时间宽度过宽不满足的波形。
[0019] 图7为本发明Matlab软件随机产生的幅度和时间宽度都满足告警条件的波形。
[0020] 图8为本发明信号发生模块输出的波形和毫米波告警器输出的无告警波形。
[0021] 图9为本发明信号发生模块输出的波形和毫米波告警器输出的告警波形。
[0022] 图10为本发明波形发生模块电路原理图。
[0023] 图11为本发明Matlab软件产生信号波形文本文件的流程图。
具体实施方式
[0024] 结合图1所示，一种毫米波告警器的视频信号目标模拟器，包括波形数据文本文件与波形发生模块，所述波形数据文本文件存储有波形信号数据文本，所述波形发生模块对波形数据文本文件中的数据做处理并将其输入毫米波告警器。在
[0025] 进一步的实施例中，所述波形发生模块包括电源电路、输入电路、嵌入式系统处理控制电路、下载电路、D/A输出电路、幅度调节器以及输出电路，所述电源电路用于提供电源，所述下载电路用于向嵌入式系统处理控制电路加载控制程序，所述嵌入式系统处理控制电路通过输入电路读取数据文本并通过D/A输出电路将数字信号转换为模拟信号输出，所述幅度调节器用于调节模拟信号的幅度，所述输出电路用于将调节过幅度的模拟信号输出。在某些实施例中，所述嵌入式系统处理控制电路为嵌入式系统处理控制电路，嵌入式系统处理控制电路通过SD卡输入电路读取波形数据文本。嵌入式系统处理控制电路根据波形数据文件从输出电路输出相应的波形。通过幅度调节器，输出波形信号的幅值可根据不同要求进行调节。
[0026] 进一步的实施例中，所述波形信号数据文本由Matlab软件产生。某些实施例中，将Matlab软件产生的波形数据文本文件存储SD卡中，再通过波形发生模块来读取波形数据文本对其做相应处理后输出至毫米波告警器。
[0027] 进一步的实施例中，所述波形信号数据文本为高斯白噪声信号与钟形信号叠加信号数据文本。叠加了高斯白噪声的钟形信号模拟了毫米波告警接收机在发现有源目标时接收到的钟形信号；钟形信号和高斯白噪声信号叠加后的波形点数的频率以及波形发生模块D/A输出信号的频率是根据毫米波告警接收机内部信号处理板的A/D采样率得来，可以设置输出固定时长的波形，达到波形持续时间可控。
[0028] 进一步的实施例中，所述钟形信号的幅度范围为300mv～3300mv，时间宽度范围为2ms～330ms。
[0029] 进一步的实施例中，所述输出电路包括并联输出的单端输出电路和/或差分输出电路，所述的单端输出电路为射级跟随器。
[0030] 结合图2所示，本实施例中的毫米波告警器的视频信号目标模拟器的波形数据文本文件包括高斯白噪声信号，模拟现实中输入的噪声。
[0031] 结合图3、图4、图5和图6所示，本实施例中的毫米波告警器的视频信号目标模拟器的Matlab软件随机产生时间宽度和幅度都不同的信号，产生时间宽度和幅度要求都不满足要求的波形，这是模拟了现实中毫米波告警器接收到的不满足告警条件的波形，这种波形通过信号发生模块输入到毫米波告警器的信号处理电路中用来验证毫米波告警器信号处理软件的识别率。。
[0032] 结合图7所示，本实施例中的毫米波告警器的视频信号目标模拟器的Matlab软件在设置的位置产生了时间宽度在10ms～250ms和幅度在400mv～3000mv满足毫米波告警器告警要求的波形。
[0033] 结合图8所示，本实施例中的毫米波告警器的视频信号目标模拟器的波形发生模块输出的和毫米波告警器输出的不告警信号的波形。由Matlab产生的信号波形的时间宽度和幅度都不满足告警要求，所以毫米波告警器不输出告警信号。
[0034] 结合图9所示，本实施例中的毫米波告警器的视频信号目标模拟器的波形发生模块输出的和毫米波告警器输出的告警信号的波形。由Matlab产生的第五个波形输出符合告警要求的信号，毫米波告警器输出告警信号，由此可以证明毫米波告警器的信号处理软件满足处理时间宽度10ms～250ms和幅度400mv～3000mv的钟形信号时发生告警信号，当进行多次实验可以获得毫米波告警器的识别率，这大大降低了外场试验的次数，节省大量成本。
[0035] 结合图10所示，本实施例中的毫米波告警器的视频信号目标模拟器的波形发生模块包括电源电路、SD卡输入电路、输出电路、嵌入式系统处理控制电路、幅度调节器和下载电路，当把含有波形文件的SD卡插入卡槽中，上电后，嵌入式系统控制器开始不断读取SD卡中的内容，读取的数据由D/A转化成电压，在幅度调节器控制下，通过单端或差分电路输出。
[0036] 电路中的SD CARD为SD卡槽，STM32F405为嵌入式系统处理器。含有波形文件的SD卡插入到卡槽中，SD卡槽的SDIO_D0、SDIO_D1、SDIO_D2、SDIO_D3、SDIO_CLK、SDIO_CMD引脚分别与嵌入式系统处理控制电路的41、42、51、52、53、54引脚连接，下载电路J1的JTCK、JTMS引脚分别与嵌入式系统处理控制电路的49、46引脚连接，幅度调节器的WP、SCL、SDA、Signal_out引脚分别连接嵌入式系统处理控制电路的27、29、30、20引脚，幅度调节器的输出引脚连接AD8599和AD8138的同相输入引脚，AD8599为低噪声运算放大器芯片，可用作射极跟随器，AD8138为单端转差分放大器芯片。AMS1117_5、REG102-3.3为电源芯片，为波形发生模块提供电源。
[0037] 结合图11所示，图中m为设置可满足告警条件的波形位置，n为总的波形个数。把软件生成的高斯白噪声与钟形信号进行时域上的叠加，这段叠加后的信号中含有多个不同幅值、时间宽度和信噪比的钟形信号，同时在Matlab程序中设置能被毫米波告警接收机信号处理电路识别的钟形信号的位置。并且可以显示并保存图像。
[0038] 从而，本发明公开的毫米波告警器的视频信号目标模拟器能够大大减少毫米波告警接收机的外场实验次数，减少大量的人力物力。
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