浅析高速数据采集卡在雷达信号采集和分析中的使用情况

邹和平

摘 要：随着科技在不断的发展，电力事业也在高速的发展，在当今数据采集信息的时代中，数据采集速率也得到了飞速发展，采用的A/D采样率已经达到了10GS/s，并且通过了A/D采样在中频对雷达进行信号的安全处理，本文主要对PCI总线技术的数据采集卡，在雷达回波信号的采集和储存中进行详细的分析，全面了解了使用状况。

关键词：高速数据采集卡 PCI总线技术 雷达信号 采集

中图分类号：TN95 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（a）-0038-02

在现代数字化技术发展的进程中，针对现代雷达技术的应用，将信号处理技术作为目标以及识别雷达成像的核心技术，因此，在雷达信号采集中需要对回波信号进行实时的信号采集，然后再计算机信息技术的应用中对数字信号进行处理，了解信号采集的使用状况，因此为了满足雷达试验的要求，在信号采集中需要设计一个雷达信号高速大容量数据采集分析系统，提高触发功能，在硬件和软件的结合使用中，将高速数据采集卡和硬件阵列控制进行有效的组合，最终实现数据的高速采集和使用。在本文主要是基于PCI总线的双通道数据采集系统中，在利用高速数据采集卡进行实时的雷达信号采集，最终保持将采集到的信号数据做准确的记录，在计算机硬件的使用中，能够为地面非实时成像处理提供有效的应用。

1 PCI总线技术

在采用PCI总线技术中，该系统的特点是：小型化、连接方便、操作比简单、记录的时间相对比较长、采样率高、数据传输率高、动态范围大以及在数据信号的采集中使用的是I＼Q正交双通道采集的方式，这种采集模式完全符合高速大容量的雷达数据采集要求，能够满足雷达信号采集的使用效率。

2 雷达信号采集系统的工作原理

在本文选用的是高速信号采集，其数据采集系统的硬件部分主要是由主机进行控制以及12位、双通道、50 MS/s的采样率数据卡进行的，在数据的采集过程中，通过同轴电缆将接收机I、Q通道的雷达回波信号连接到采集卡的GH1＼CH2中，将雷达系统的同步脉冲作为采集卡的外同步信号，这样来控制数据采集的同步进行，在该系统的采集中主要利用的是软件数据控制采集卡正常工作，最终使得数据的采集自动完成，并且将采集到的数据记录在硬盘上，最终生成二进制数据文件，对这些采集的数据进行后期分析。

在雷达数据信号的采集过程中，由于数据采集需要在高速和大容量的模式下进行，并且要实时的采用采样率比较高的运行模式，这就产生了存储容量和采集持续时间的矛盾，因此，在采用高效率的数据采集信息中，需要将采集的信号记录下来，便于脱机对信号进行及时的分析和处理，但是在采集的过程中，采用的是PCI总线技术，但是在该系统的应用中能够保证信号的传输效率，因此，对雷达信号的采集以及应用有着巨大的推动作用。在PCI系统中采用的是CS12100数据采集卡，该采集卡能够保证高采样率并且能够实行分段存储的功能，它可以在2M点存储空间中按照用近乎的定义进行分配，能够将段数对应的雷达冒充数进行多段存储来有效的提高回波信号的时间，这种延迟技术采集来的信号主要是脉冲时的信号，这就充分的利用了采集卡的资源，并且大大的提高了传输率。解决了采集与传输之间的瓶颈问题。

在采用CS12100的段存储功能中，能够将整个采集卡的内存划分为若干个子段，并且按照一定的要求来占用一定的字节空间，然后进行外触信号。在外触信号中主要的工作原理是由雷达的同步脉冲信号所提供的，只有在外触发有效进行后，采集系统才可以正常的启动数据的存储，在数据的采集中采用的是分段进行，按照同步脉冲信号的重复频率计算，在完成了数据信号的采集中，将信号和存储后的信号及时的写入计算机硬盘中，最终完成信号的记录工作。因此，在分析了PCI总线技术后，采集雷达信号需要辅助的控制系统来同时完成。

在控制软件的设计中，需要结合数据采集卡进行实时采集、存储以及高速的写入计算机银盘的过程进行，在采集的过程中尽量孙端每次信号采集完成后的时间间隔，在采用PCI宗信技术中，利用的是CS1200设备，它主要的特点是具有高速的写内存的功能，能够在采集卡中高效的完成数据的采集和存储，并且通过指令来向计算机写入硬盘，仅仅需要做好传输工作，快速的对采集来的信号进行存储，保证整个软件控制面不幸行波形显示，来最大限度的减少采集到完成写文件的时间，快速的掌握回波的情况，提高信号采集的效率。

3 雷达信号在分析中的作用

在雷达信号的采集和分析中，需要第采集来的信号进行雷达脉冲重复周期数，这就需要对采集来的I、Q通道数据按照4000×512形成矩阵，然后进行复数运算以及取幅值，在二维图像方式显示出来，了解横轴代表的是雷达的脉冲数，纵轴代表的是幅值，最终将采集和存储的信号运用能够为地面非实时成像处理提供有效的应用。雷达信号的采集过程及流程。

4 结语

通过介绍雷达信号采集和分析的使用状况，并且在硬件中主要利用高速数据采集PCI总线系统实现了采集卡在模拟信号以及脉冲信号的高速采集，在外触发的功能中实现了对信号的捕捉，并且利用硬件设备的阵列组合模式，完成了采集数据的高速大容量的存储，在硬件中结合软件的使用，提供了示波器、高速数据六盘以及数据慧芳等模式，在采集和存储信号中支持波形显示分析，根据雷达信号的特点为该系统提供了更加合理的设计要求，在系统使用中，满足了信号功能的基本实现，解决了信号的采集以及实时存储的效果，增加了数据侧存储量，保证了数据的正确使用性，为雷达信号的传输提供了可靠的保障，PCI总线的双通道数据采集系统中，在利用高速数据采集卡进行实时的雷达信号采集，最终保持将采集到的信号数据做准确的记录，在计算机硬件的使用中，能够为地面非实时成像处理提供有效的应用。

参考文献

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[2] 唐艳红，孙福洋，曹勋.基于FPGA的雷达信号采集系统与波形发生器[J].火控雷达技术，2013（19）.

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