航天南湖電子信息技術(shù)股份有限公司 董 榮 王 梅 楊 柳

本文介紹了一種在雷達(dá)陣地防護(hù)系統(tǒng)中起轉(zhuǎn)接功能的通訊轉(zhuǎn)接設(shè)備的設(shè)計(jì)，該轉(zhuǎn)接設(shè)備主要工作于不同型號(hào)被保護(hù)雷達(dá)和相同接口的雷達(dá)誘餌設(shè)備之間，主要由接口轉(zhuǎn)接單元模塊和接口分發(fā)模塊組成，使得其通訊轉(zhuǎn)接設(shè)備具備足夠多類型的輸入接口和一定擴(kuò)展性的輸出接口，使用光信號(hào)作為主要輸出接口滿足了未來接口發(fā)展的需求，滿足通用通訊轉(zhuǎn)接設(shè)備的設(shè)計(jì)需求。

雷達(dá)由于其自身探測、跟蹤掌握空域情報(bào)的特點(diǎn)，作為敵對的雙方在爆發(fā)沖突時(shí)，均會(huì)將其作為首批次打擊目標(biāo)，所以為具有一定價(jià)值的雷達(dá)準(zhǔn)備一套較完整具有保護(hù)功能的陣地防護(hù)系統(tǒng)就很有必要，其中作為陣地防護(hù)系統(tǒng)中可以模擬受保護(hù)雷達(dá)輻射的誘餌設(shè)備就是一個(gè)很重要的組成部分，考慮到目前不同的被保護(hù)雷達(dá)不同的對外接口和未來誘餌設(shè)備通用性統(tǒng)型情況，設(shè)計(jì)一種通用的通訊轉(zhuǎn)接設(shè)備將不同雷達(dá)各種接口信號(hào)轉(zhuǎn)換為指定接口信號(hào)的設(shè)備就非常有必要。通用的通訊轉(zhuǎn)接設(shè)備必須有如下特點(diǎn)：

（1）具有足夠多種類的信號(hào)接收接口；

（2）具有足夠多數(shù)量的信號(hào)接收接口；

（3）具有通用標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)輸出接口；

（4）接收或輸出的信號(hào)接口必須具備一定的性能指標(biāo)。

1 工作原理

在雷達(dá)的陣地防護(hù)系統(tǒng)中，通訊轉(zhuǎn)接設(shè)備隸屬于監(jiān)控分系統(tǒng)，其自帶多種的誘餌控制信號(hào)、同步信號(hào)或誘餌激勵(lì)信號(hào)接收接口，滿足各型被保護(hù)雷達(dá)下發(fā)誘餌信號(hào)的接口要求，其中包括RS422、以太網(wǎng)光信號(hào)、以太網(wǎng)電信號(hào)、基于FPGA高速光信號(hào)的誘餌控制信號(hào)，RS422、調(diào)制同步信號(hào)、帶同步控制字光信號(hào)的同步信號(hào)，射頻電信號(hào)、射頻光信號(hào)的誘餌激勵(lì)信號(hào)。

為滿足對不同誘餌信號(hào)的接收和轉(zhuǎn)發(fā)，陣地防護(hù)系統(tǒng)布陣中誘餌設(shè)備常用3個(gè)誘餌設(shè)備，設(shè)計(jì)通訊轉(zhuǎn)接設(shè)備由兩部分組成：光電轉(zhuǎn)換器和光波分復(fù)用分發(fā)器，通訊轉(zhuǎn)接設(shè)備信號(hào)流程如圖1所示。

圖1 通訊轉(zhuǎn)接設(shè)備信號(hào)流程圖

2 工程設(shè)計(jì)

2.1 硬件設(shè)計(jì)

光電轉(zhuǎn)換器為基于FPGA控制芯片為主要核心的嵌入式控制板，使用的FPGA芯片型號(hào)為：XC7K325T-2FFG900I，該嵌入式控制板具備一般FPGA控制板的組成要求，其中包括電源及電源管理部分，時(shí)鐘部分，存儲(chǔ)部分以及驅(qū)動(dòng)部分電路模塊；同時(shí)還包括電網(wǎng)絡(luò)收發(fā)部分、光信號(hào)收發(fā)部分、調(diào)制信號(hào)檢波部分、射頻轉(zhuǎn)光部分等光電轉(zhuǎn)換器特有的硬件部分電路模塊，光電轉(zhuǎn)換器硬件電路框圖如圖2所示。

圖2 光電轉(zhuǎn)換器硬件電路框圖

光波分復(fù)用分發(fā)器主要功能為將三路的信號(hào)波分為3種不同波長的光信號(hào)，并復(fù)用1根光纖輸出，后再經(jīng)過一分四的光功分器分別對應(yīng)下發(fā)，光波分復(fù)用分發(fā)器中的波分復(fù)用器和光功分器均為較成熟的產(chǎn)品，各光設(shè)備廠家均有相應(yīng)貨架產(chǎn)品提供。

2.2 軟件設(shè)計(jì)

通訊轉(zhuǎn)接設(shè)備軟件設(shè)計(jì)主要為光電轉(zhuǎn)換器的嵌入式軟件，光電轉(zhuǎn)換器嵌入式軟件運(yùn)行在FPGA上，軟件開發(fā)采用Vivado 2018開發(fā)軟件開發(fā)，主要使用Verilog HDL語言為編程語言。

光電轉(zhuǎn)換控制板軟件主要功能是將不同形式的同步信號(hào)和不同通訊類型的時(shí)序控制通訊信號(hào)轉(zhuǎn)換為帶同步控制字的高速的通訊信號(hào)，最后通過FPGA的高速GTX串行接口下發(fā)。其軟件模塊框圖如圖3所示。

圖3 光電轉(zhuǎn)換控制板軟件框圖

（1）GTX高速編解碼軟件模塊：使用標(biāo)準(zhǔn)FPGA的高速IP核對接收的高速串行信號(hào)進(jìn)行解碼操作，解碼出同步信號(hào)或時(shí)序控制信號(hào)。

（2）光以太網(wǎng)編解碼軟件模塊：使用標(biāo)準(zhǔn)FPGA的串行網(wǎng)絡(luò)解包IP核對光以太網(wǎng)信號(hào)進(jìn)行解碼操作，解碼時(shí)序控制信號(hào)。

（3）電以太網(wǎng)編解碼軟件模塊：使用標(biāo)準(zhǔn)FPGA的并行網(wǎng)絡(luò)解包IP核對光以太網(wǎng)信號(hào)進(jìn)行解碼操作，解碼時(shí)序控制信號(hào)。

（4）Uart串口通訊模塊：按照標(biāo)準(zhǔn)Uart串口通訊格式解碼信號(hào)，解碼時(shí)序控制信號(hào)。

（5）同步信號(hào)選擇下發(fā)軟件模塊：根據(jù)接收的三個(gè)源頭的同步信號(hào)，判斷信號(hào)源是那一個(gè)，并將該源頭的同步信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)。

（6）時(shí)序控制信號(hào)選擇下發(fā)軟件模塊：根據(jù)接收的四個(gè)源頭的時(shí)序控制信號(hào)，判斷信號(hào)源是那一個(gè)，并將該源頭的時(shí)序控制信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)。

（7）分時(shí)下發(fā)軟件模塊：以同步信號(hào)為觸發(fā)，當(dāng)同步信號(hào)有效時(shí)下發(fā)特殊同步控制字，其他時(shí)間下發(fā)時(shí)序控制碼。

（8）GTX高速編解碼軟件模塊：使用標(biāo)準(zhǔn)FPGA的高速IP核對高速串行信號(hào)進(jìn)行編碼，將帶同步控制字的時(shí)序控制信號(hào)下發(fā)。

結(jié)束語：設(shè)計(jì)的通訊轉(zhuǎn)接設(shè)備具備足夠多類型的輸入接口和一定擴(kuò)展性的輸出接口，很好滿足了陣地防護(hù)誘餌信號(hào)的接收和轉(zhuǎn)發(fā)，由接口轉(zhuǎn)接單元模塊和接口分發(fā)模塊的結(jié)構(gòu)組成方式，也使得其在未來改進(jìn)時(shí)具備一定的可擴(kuò)展性，滿足了未來接口發(fā)展的需求，滿足通用通訊轉(zhuǎn)接設(shè)備的設(shè)計(jì)需求。