一种雷达阵地防护系统的通讯转接设备设计

航天南湖电子信息技术股份有限公司 董 荣 王 梅 杨 柳

本文介绍了一种在雷达阵地防护系统中起转接功能的通讯转接设备的设计，该转接设备主要工作于不同型号被保护雷达和相同接口的雷达诱饵设备之间，主要由接口转接单元模块和接口分发模块组成，使得其通讯转接设备具备足够多类型的输入接口和一定扩展性的输出接口，使用光信号作为主要输出接口满足了未来接口发展的需求，满足通用通讯转接设备的设计需求。

雷达由于其自身探测、跟踪掌握空域情报的特点，作为敌对的双方在爆发冲突时，均会将其作为首批次打击目标，所以为具有一定价值的雷达准备一套较完整具有保护功能的阵地防护系统就很有必要，其中作为阵地防护系统中可以模拟受保护雷达辐射的诱饵设备就是一个很重要的组成部分，考虑到目前不同的被保护雷达不同的对外接口和未来诱饵设备通用性统型情况，设计一种通用的通讯转接设备将不同雷达各种接口信号转换为指定接口信号的设备就非常有必要。通用的通讯转接设备必须有如下特点：

（1）具有足够多种类的信号接收接口；

（2）具有足够多数量的信号接收接口；

（3）具有通用标准的信号输出接口；

（4）接收或输出的信号接口必须具备一定的性能指标。

1 工作原理

在雷达的阵地防护系统中，通讯转接设备隶属于监控分系统，其自带多种的诱饵控制信号、同步信号或诱饵激励信号接收接口，满足各型被保护雷达下发诱饵信号的接口要求，其中包括RS422、以太网光信号、以太网电信号、基于FPGA高速光信号的诱饵控制信号，RS422、调制同步信号、带同步控制字光信号的同步信号，射频电信号、射频光信号的诱饵激励信号。

为满足对不同诱饵信号的接收和转发，阵地防护系统布阵中诱饵设备常用3个诱饵设备，设计通讯转接设备由两部分组成：光电转换器和光波分复用分发器，通讯转接设备信号流程如图1所示。

图1 通讯转接设备信号流程图

2 工程设计

2.1 硬件设计

光电转换器为基于FPGA控制芯片为主要核心的嵌入式控制板，使用的FPGA芯片型号为：XC7K325T-2FFG900I，该嵌入式控制板具备一般FPGA控制板的组成要求，其中包括电源及电源管理部分，时钟部分，存储部分以及驱动部分电路模块；同时还包括电网络收发部分、光信号收发部分、调制信号检波部分、射频转光部分等光电转换器特有的硬件部分电路模块，光电转换器硬件电路框图如图2所示。

图2 光电转换器硬件电路框图

光波分复用分发器主要功能为将三路的信号波分为3种不同波长的光信号，并复用1根光纤输出，后再经过一分四的光功分器分别对应下发，光波分复用分发器中的波分复用器和光功分器均为较成熟的产品，各光设备厂家均有相应货架产品提供。

2.2 软件设计

通讯转接设备软件设计主要为光电转换器的嵌入式软件，光电转换器嵌入式软件运行在FPGA上，软件开发采用Vivado 2018开发软件开发，主要使用Verilog HDL语言为编程语言。

光电转换控制板软件主要功能是将不同形式的同步信号和不同通讯类型的时序控制通讯信号转换为带同步控制字的高速的通讯信号，最后通过FPGA的高速GTX串行接口下发。其软件模块框图如图3所示。

图3 光电转换控制板软件框图

（1）GTX高速编解码软件模块：使用标准FPGA的高速IP核对接收的高速串行信号进行解码操作，解码出同步信号或时序控制信号。

（2）光以太网编解码软件模块：使用标准FPGA的串行网络解包IP核对光以太网信号进行解码操作，解码时序控制信号。

（3）电以太网编解码软件模块：使用标准FPGA的并行网络解包IP核对光以太网信号进行解码操作，解码时序控制信号。

（4）Uart串口通讯模块：按照标准Uart串口通讯格式解码信号，解码时序控制信号。

（5）同步信号选择下发软件模块：根据接收的三个源头的同步信号，判断信号源是那一个，并将该源头的同步信号转发。

（6）时序控制信号选择下发软件模块：根据接收的四个源头的时序控制信号，判断信号源是那一个，并将该源头的时序控制信号转发。

（7）分时下发软件模块：以同步信号为触发，当同步信号有效时下发特殊同步控制字，其他时间下发时序控制码。

（8）GTX高速编解码软件模块：使用标准FPGA的高速IP核对高速串行信号进行编码，将带同步控制字的时序控制信号下发。

结束语：设计的通讯转接设备具备足够多类型的输入接口和一定扩展性的输出接口，很好满足了阵地防护诱饵信号的接收和转发，由接口转接单元模块和接口分发模块的结构组成方式，也使得其在未来改进时具备一定的可扩展性，满足了未来接口发展的需求，满足通用通讯转接设备的设计需求。