一种数字跟踪测距模块的设计与实现

1 该模块的理论设计
    一般雷达数字跟踪是通过时间鉴别器鉴别出回波信号与跟踪脉冲之间的迟延时间差，然后利用时钟脉冲对这个时间差进行计数，作为距离误差反馈至跟踪处理单元，其本质上是把模拟系统输出量进行数字变换，即在模拟量的基础上变换的，实质上还是模拟量(如图1所示)。变换之间又有不可避免的系统误差存在，例如要对跟踪脉冲计时计数，而计时计数的起始时间必须要和雷达发射脉冲同步，要做到完全同步是很难的，这之间的误差在所难免。又如某型雷达时间鉴别器中回波信号与跟踪脉冲之间的时间差要转化为带有极性的电压(存在误差)，然后又要将此电压转化为距离计数器的计数脉冲(也存在误差)，使距离计数器做加或减计数，实现对目标的距离跟踪。

   　 该模块只需知道目标回波的二进制距离数值，然后与跟踪脉冲的二进制数值进行比较，形成距离误差作为反馈至距离产生器进行跟踪处理即可，不需要对跟踪脉冲进行专门的时间测量，也不必对回波信号和跟踪脉冲间的时间差进行比较，简化了电路构成、减少了系统误差。在雷达全程探测完毕时，由计数停止脉冲将控制距离计数器和锁存器清零。计数停止脉冲可以由下一个发射脉冲的前沿产生，也可由火控计算机提供。图2是利用以上理论而设计的该跟踪测距模块的数据流程图，该模块利用数字技术可以实现距离数据的自动跟踪。把目标的时延变成数字量，最基本的办法就是利用计数器，并加以适当的控制。当雷达发射脉冲信号时，就触发T触发器，这样同时启动了计数器工作，一旦确定接收到了目标回波，就再一次触发T触发器使其停止计数器计数，这样就在回波到达的时刻读出计数器输出的数据，即得到目标距离数据，通过与手动测距计数器输出的数值进行比较，就得到距离误差值，送至控制器进行跟踪处理。手动与自动跟踪测距的转换是通过一个与门进行切换的。很明显，该模块的控制器和跟踪脉冲产生器已经不是图1所示意义上的控制器和跟踪脉冲产生器。这时的控制器和跟踪脉冲产生器已经融合在一起(在此仍用传统的三部分来区分整个跟踪测距模块，但意义有所不同)。该模块的优点就是结构简单、易于理解且通用性比较强。不仅可以用在雷达整个跟踪系统当中，也可以用在通用雷达训练器的目标回波产生器和跟踪测距训练器上。

2 手／自动距离跟踪测距模块的设计
    　该数字式距离跟踪模块由时间鉴别器、距离产生器和跟踪脉冲产生器组成。
2．1 时间鉴别器的设计
    　在该模块中时间鉴别器(距离比较器)由上、下锁存器及带有符号位的减法电路组成。上锁存器输出目标回波的实际距离脉冲计数值；下锁存器输出跟踪脉冲的距离计数值；两距离计数值同时送至带有符号位的减法电路，输出带有极性的距离误差值作为反馈量至距离产生器(即控制器)进行跟踪处理。
2．2 跟踪脉冲产生器的设计
   　 跟踪脉冲产生器由手动脉冲输出器、加／减计数单元以及寄存器组成，所以严格来讲应该是手动跟踪脉冲产生器，它对手动脉冲进行汁数形成跟踪脉冲，跟踪脉冲产生器输出的数据是送给控制器的一端。其中加／减计数单元由4片74LS191(单时钟4位二进制可逆计数器)构成的串行可逆计数。计数器的计数方向和计数方式受工作方式控制电路控制，手动脉冲输出器产生两组相位相差90°的脉冲，当工作在手动时，脉冲1作为可逆计数器的时钟脉冲，脉冲2通过JK触发器74HC107变成控制计数器进行加／减计数的控制脉冲，两组手动脉冲通过加／减计数单元形成跟踪脉冲的进退，等到跟踪脉冲与目标回波距离数值相差在一定范围时就可转入对目标进行自动跟踪和测距(当然这时也可以不进行自动跟踪测距)，当进入自动跟踪状态时加／减计数器停止计数，这时就不能对目标进行手动跟踪和测距，控制器在原来加／减计数器已经输出的数值的基础上根据送来的距离误差值进行数据跟踪处理。

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