本實(shí)用新型屬于一種雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種通用羅經(jīng)模擬發(fā)送器。

背景技術(shù)：

船用雷達(dá)伺服系統(tǒng)用以在各種海況下接收船載平臺(tái)羅經(jīng)的基準(zhǔn)信號(hào)，經(jīng)過(guò)運(yùn)算后，驅(qū)動(dòng)天線穩(wěn)定平臺(tái)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(一般是電機(jī)或者液壓系統(tǒng))，使雷達(dá)天線系統(tǒng)克服艦船搖擺，保持雷達(dá)穩(wěn)定地進(jìn)行水平掃描。

目前，如果要對(duì)船用雷達(dá)伺服系統(tǒng)進(jìn)行修理，必須啟動(dòng)船用羅經(jīng)，并將羅經(jīng)信號(hào)送至雷達(dá)。采用這種方法存在如下問(wèn)題：一是船用羅經(jīng)是壽命件，而且非常昂貴，如果專門(mén)開(kāi)啟羅經(jīng)輔助雷達(dá)修理，費(fèi)效比較低；二是船用羅經(jīng)啟動(dòng)需要接近兩小時(shí)的啟動(dòng)期，在啟動(dòng)期的羅經(jīng)數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，羅經(jīng)數(shù)據(jù)不可用；三是在修理過(guò)程中，有時(shí)需要羅經(jīng)提供類似大浪環(huán)境下的搖擺信號(hào)，用于雷達(dá)修理，但是平時(shí)羅經(jīng)無(wú)法隨時(shí)提供該類型信號(hào)。

本通用羅經(jīng)模擬發(fā)生器可以按照要求，隨時(shí)提供雷達(dá)修理所需的羅經(jīng)信號(hào)，并將該信號(hào)接入雷達(dá)，用于雷達(dá)伺服系統(tǒng)的修理、校驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種通用羅經(jīng)模擬發(fā)送器，其采用綜合集成、一體化設(shè)計(jì)思想，將單通道和雙通道羅經(jīng)模擬發(fā)送器集成為一體，將羅經(jīng)的數(shù)據(jù)處理和控制單元集成在終端控制計(jì)算機(jī)，減少硬件設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的可操作性與人機(jī)交互性。該裝置采用通用性設(shè)計(jì)，完成任意粗精比的橫搖、縱搖、航向和航速模擬，實(shí)現(xiàn)了通用模擬發(fā)送器，適用于大多數(shù)船用雷達(dá)。該羅經(jīng)模擬發(fā)送器能以任意粗精比方式實(shí)現(xiàn)對(duì)船用雷達(dá)伺服系統(tǒng)橫搖、縱搖、航向和航速通道主要功能的正確性進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。本實(shí)用新型具有操作簡(jiǎn)便、體積小、重量輕、適用范圍廣、參數(shù)可任意設(shè)定的特點(diǎn)，具有良好的攜帶性、維護(hù)性好。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

一種通用羅經(jīng)模擬發(fā)送器，包括終端控制模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和接口模塊三部分，如圖1所示。

所述的終端控制模塊包括人機(jī)交互單元、控制單元和數(shù)據(jù)處理單元三大部分，如圖2所示。

人機(jī)交互單元，包括粗精比設(shè)定模塊、橫搖參數(shù)設(shè)定模塊、縱搖參數(shù)設(shè)定模塊、航向參數(shù)設(shè)定模塊和航速參數(shù)設(shè)定模塊。粗精比設(shè)定模塊向數(shù)據(jù)處理單元提供橫搖、縱搖、航向和航速模擬數(shù)據(jù)的解算依據(jù)；橫搖參數(shù)設(shè)定模塊、縱搖參數(shù)設(shè)定模塊、航向參數(shù)設(shè)定模塊和航速參數(shù)設(shè)定模塊向數(shù)據(jù)處理單元分別提供橫搖、縱搖、航向、航速模擬數(shù)據(jù)的幅度和變化速率。人機(jī)交互單元提供友好的操作，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，用于完成粗精比、橫搖、縱搖、航向、航速的參數(shù)設(shè)定，并將設(shè)定的參數(shù)傳送給數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行解算；

控制單元，包括定時(shí)模塊和時(shí)鐘分配模塊，定時(shí)模塊向時(shí)鐘分配模塊提供間隔為2ms的定時(shí)時(shí)鐘，時(shí)鐘分配模塊根據(jù)定時(shí)時(shí)鐘，統(tǒng)一調(diào)度人機(jī)交互單元和數(shù)據(jù)處理單元的工作順序；

數(shù)據(jù)處理單元，包括橫搖數(shù)據(jù)計(jì)算通道單元、縱搖數(shù)據(jù)計(jì)算通道單元、航向數(shù)據(jù)計(jì)算通道單元、航速數(shù)據(jù)計(jì)算通道單元、正弦數(shù)據(jù)表單元，橫搖數(shù)據(jù)計(jì)算通道單元、縱搖數(shù)據(jù)計(jì)算通道單元、航向數(shù)據(jù)計(jì)算通道單元和航速數(shù)據(jù)計(jì)算通道單元接收人機(jī)交互單元設(shè)定的參數(shù)，根據(jù)設(shè)定的橫搖、縱搖、航向和航速幅度，在控制單元的調(diào)度下，分別查詢正弦數(shù)據(jù)表，獲取正弦數(shù)據(jù)計(jì)算得出橫搖、縱搖、航向和航速數(shù)據(jù)，再依據(jù)人機(jī)交互單元的粗精比設(shè)定，對(duì)橫搖、縱搖、航向和航速數(shù)據(jù)進(jìn)行粗精分解。

數(shù)據(jù)傳輸模塊，包括RS-485傳輸模塊，用以將終端控制模塊產(chǎn)生的橫搖、縱搖、航向和航速數(shù)據(jù)以RS-485電平的串行數(shù)據(jù)方式傳送到接口模塊。

接口模塊，包括若干個(gè)接口板，分為橫搖接口板、縱搖接口板、航向接口板和航速接口板。橫搖接口板、縱搖接口板、航向接口板和航速接口板自動(dòng)識(shí)別接收串行數(shù)據(jù)后，生成橫搖、縱搖、航向和航速羅經(jīng)信號(hào)。

本實(shí)用新型可解決現(xiàn)階段船用雷達(dá)伺服系統(tǒng)的檢測(cè)工作，具有方便、安全和操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，具有很高的效費(fèi)比、顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1.功能完備?？梢詽M足任意雷達(dá)粗精比電機(jī)對(duì)羅經(jīng)模擬發(fā)送器信號(hào)的要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)雷達(dá)伺服系統(tǒng)主要功能和關(guān)鍵參數(shù)的檢測(cè)。

2.便攜性好。該羅經(jīng)模擬發(fā)送器采用一體化設(shè)計(jì)思想，重量輕，可靠性高。

3.人機(jī)交互性好。終端控制模塊采用觸摸式操作，操作簡(jiǎn)單方便，易于使用。

4.適用范圍廣。接口機(jī)箱的設(shè)計(jì)充分考慮到了雷達(dá)伺服系統(tǒng)對(duì)信號(hào)形式(旋轉(zhuǎn)變壓器或自整角機(jī))的要求，實(shí)際使用中，只需要更換不同接口機(jī)箱即可。

5.檢測(cè)成本低。檢測(cè)作業(yè)過(guò)程無(wú)成本消耗，且可對(duì)不同雷達(dá)的伺服系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)濟(jì)效益好。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的通用高精度羅經(jīng)模擬發(fā)送器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的終端控制模塊組成結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型的接口模塊組成結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了提高通用羅經(jīng)模擬發(fā)送器的適用范圍，本實(shí)用新型的便攜式羅經(jīng)模擬發(fā)送器將人機(jī)交互單元、控制單元和數(shù)據(jù)處理單元集成為終端控制模塊。

(1)終端控制模塊

終端控制模塊包括人機(jī)交互單元、控制單元和數(shù)據(jù)處理單元三大部分，如圖2所示。人機(jī)交互單元接收艦艇航向狀態(tài)參數(shù)設(shè)置，送至控制單元和數(shù)據(jù)處理單元。人機(jī)交互單元接收的參數(shù)包括羅經(jīng)模擬發(fā)送器的粗精比、橫搖、縱搖、航向、航速的幅度和速率?？刂茊卧菙?shù)據(jù)處理單元和人機(jī)交互單元的時(shí)鐘定時(shí)單元，用于向數(shù)據(jù)處理單元和人機(jī)交互單元提供運(yùn)行的統(tǒng)一時(shí)鐘，為保證定時(shí)精度，采用直接讀取CPU寄存器值的方式實(shí)現(xiàn)精確定時(shí)。數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)控制單元提供的定時(shí)時(shí)鐘和用戶設(shè)定的狀態(tài)參數(shù)，進(jìn)行各通道的實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)解算，實(shí)現(xiàn)艦艇航行狀態(tài)的模擬。

①人機(jī)交互單元

人機(jī)交互單元提供操作的交互界面，包括羅經(jīng)粗精比設(shè)定、橫搖擺動(dòng)幅度和速率設(shè)定、縱搖擺動(dòng)幅度和速率設(shè)定、航向擺動(dòng)幅度和速率設(shè)定、航速參數(shù)設(shè)定。

②控制單元

控制單元包括定時(shí)模塊和時(shí)鐘分配模塊，該控制單元為系統(tǒng)提供工作時(shí)鐘。控制單元的最小定時(shí)間隔為2ms，為了逼真模擬艦艇航行狀態(tài)，控制單元采用直接讀取CPU寄存器的方式實(shí)現(xiàn)2ms的定時(shí)。

③數(shù)據(jù)處理單元

數(shù)據(jù)處理單元是羅經(jīng)模擬發(fā)送器的核心部分，實(shí)現(xiàn)艦艇航行狀態(tài)的模擬，使橫搖、縱搖、航向、航速通道的變化呈現(xiàn)正弦趨勢(shì)變化，模擬海上艦艇搖擺情況。該單元接收橫搖、縱搖、航向、航速的設(shè)定值，根據(jù)控制單元提供的時(shí)鐘基準(zhǔn)計(jì)算實(shí)時(shí)狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)設(shè)定的粗精比，將狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行粗精分解。為提高運(yùn)行速度，該單元中存儲(chǔ)了正弦數(shù)據(jù)表，采用查表的方法生成正弦數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)處理單元在數(shù)據(jù)計(jì)算中避免對(duì)正弦數(shù)據(jù)的計(jì)算，從而減少CPU運(yùn)算時(shí)間，提高運(yùn)行精度。

(2)接口模塊

接口模塊由橫搖接口板、縱搖接口板、航向接口板和航速接口板組成，用于將終端控制模塊產(chǎn)生的艦艇航行狀態(tài)數(shù)字信號(hào)，轉(zhuǎn)換為雷達(dá)所需的模擬電機(jī)信號(hào)。為提高適用性，所有的接口板的PCB板設(shè)計(jì)相同，使用時(shí)只需更改PCB板上的跳線帽設(shè)定，便可將該接口板設(shè)置為相應(yīng)功能的接口板。

接口板包括數(shù)據(jù)接收單元、通道設(shè)定單元、數(shù)據(jù)選擇單元、數(shù)據(jù)調(diào)理單元和數(shù)模變換單元，如圖3所示。數(shù)據(jù)接收單元采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)串口，接收來(lái)自終端模塊的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并送往數(shù)據(jù)選擇單元；通道設(shè)定單元用于選擇接口板需要接收的通道數(shù)據(jù)(橫搖、縱搖、航向和航速)，并向數(shù)據(jù)選擇單元提供數(shù)據(jù)選擇的基準(zhǔn)；數(shù)據(jù)選擇單元根據(jù)通道設(shè)定單元設(shè)定的功能，選擇接收數(shù)據(jù)傳輸總線上的通道數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)送往數(shù)據(jù)調(diào)理單元；由于接口板上不同單元之間的數(shù)據(jù)傳輸電平各異，因此設(shè)計(jì)采用了數(shù)據(jù)調(diào)理單元，用于接收調(diào)理不同單元之間信號(hào)的信號(hào)電平，協(xié)調(diào)各單元之間的正常通信。數(shù)模變換單元用于將終端控制模塊產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)進(jìn)行傳送。