Baron Services DSSR-250C Users Manual

RVP8

Digital IF Receiver/Doppler Signal Processor

User’s Manual

March 2006

E Copyright 2006 SIGMET, Inc.

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RVP8 User’s Manual
29 March 2006

Table of Contents

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Hardware Limited Warranty xii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Preface xiii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1. Introduction and Specifications 1–1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.1 System Configuration Concepts 1–4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.1.1 IFD IF Digitizer 1–9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.1.2 Digital Receiver PCI Card (RVP8/Rx) 1–10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.1.3 Mother Board or Single-Board Computer (SBC) 1–13 . . . . . . . . . . . . . . . .

1.1.4 Digital Transmitter PCI Card (RVP8/Tx) 1–13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.1.5 I/O-62 PCI Card and I/O Panel 1–15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.2 Comparison of Analog vs Digital Radar Receivers 1–17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.2.1 What is a Digital IF Receiver? 1–17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.2.2 Magnetron Receiver Example 1–18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.2.3 Klystron or TWT Receiver and Transmit RF Example 1–20 . . . . . . . . . . . .

1.3 RVP8 IF Signal Processing 1–21 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.3.1 IFD Data Capture and Timing 1–21 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.3.2 Burst Pulse Analysis for Amplitude/Frequency/Phase 1–22 . . . . . . . . . . . .

1.3.3 Rx Board and CPU IF to I/Q Processing 1–23 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.4 RVP8 Weather Signal Processing 1–25 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.4.1 General Processing features 1–26 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.4.2 RVP8 Pulse Pair Time Domain Processing 1–29 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.4.3 RVP8 DFT/FFT Processing 1–29 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.4.4 Random Phase Processing for 2nd Trip Echo 1–30 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.4.5 Polarization Mode Processing 1–30 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.4.6 Output Data 1–30 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.5 RVP8 Control and Maintenance Features 1–31 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.5.1 Radar Control Functions 1–31 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.5.2 Power-Up Setup Configuration 1–32 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.5.3 Built-In Diagnostics 1–32 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.6 Support Utilities and Available Application Software 1–33 . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.7 System Network Architecture 1–34 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.8 Open Architecture and Published API 1–35 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.9 RVP8 Technical Specifications 1–36 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.9.1 IFD Digitizer Module, Rev E or later 1–36 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.9.2 RVP8/Rx PCI Card, Rev C or later 1–37 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.9.3 RVP8/Tx PCI Card 1–38 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.9.4 SIGMET I/O-62 PCI Card 1–39 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.9.5 I/O-62 Standard Connector Panel 1–40 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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1.9.6 RVP8 Processing Algorithms 1–41 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.9.7 RVP8 Input/Output Summary 1–43 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.9.8 Physical and Environmental Characteristics 1–44 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Hardware Installation 2–1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.1 Overview and Input Power Requirements 2–1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2 IFD IF Digitizer Module Installation 2–2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.1 IFD Introduction 2–2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.2 IFD Revision History 2–3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.3 IFD Power, Size and Mounting Considerations 2–4 . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.4 IFD I/O Summary 2–5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.5 IFD Adjustments and Test/Status Indicators 2–6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.6 IFD Input A/D Saturation Levels 2–8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.7 IF Bandwidth and Dynamic Range 2–9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.8 IF Gain and System Performance 2–11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.9 IF Gain Based on System Noise Figure 2–13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.10 Choice of Intermediate Frequency 2–14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.11 IFD Analog AFC Output Voltage (Optional) 2–15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.12 IFD Reference Clock Input (Optional) 2–15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.13 Communications Between the IFD and RVP8/Rx 2–17 . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.14 Summary of Crystal and Filter Configurations 2–18 . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.3 RVP8 Chassis 2–20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.3.1 RVP8 Chassis Overview 2–20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.3.2 Power Requirements, Size and Physical Mounting 2–20 . . . . . . . . . . . . . . .

2.3.3 Main Chassis Direct Connections 2–21 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.3.4 External Pre-Trigger Input 2–22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.3.5 Connector Panel I/O Connections 2–22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.3.6 Power-Up Details 2–26 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.3.7 Socket Interface 2–27 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.4 Digital AFC Module (DAFC) 2–30 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.4.1 Example Hookup to a CTI “MVSR-xxx” STALO 2–32 . . . . . . . . . . . . . . .

2.4.2 Example Hookup to a MITEQ “MFS-xxx” STALO 2–34 . . . . . . . . . . . . . .

2.5 RVP8 Custom Interfaces 2–35 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.5.1 Using the Legacy IFD Coax “Uplink” 2–35 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. TTY Nonvolatile Setups 3–1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.1 Overview of Setup Procedures 3–1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.1.1 Factory, Saved, and Current Settings 3–2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.1.2 V — View Card and System Status 3–3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.2 View/Modify Dialogs 3–6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.2.1 Mc — Top Level Configuration 3–6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.2.2 Mp — Processing Options 3–8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.2.3 Mf — Clutter Filters 3–12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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3.2.4 Mt — General Trigger Setups 3–14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.2.5 Mt<n> — Triggers for Pulsewidth #n 3–17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.2.5.1 Special Options for Tx Synthesis 3–21 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.2.6 Mb — Burst Pulse and AFC 3–24 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.2.6.1 AFC Motor/Integrator Option 3–31 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.2.7 M+ — Debug Options 3–32 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.2.8 Mz — Transmissions and Modulations 3–34 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.3 Advanced Options 3–35 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.3.1 * — Sample current noise levels 3–35 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.3.2 @ — Display/Change current Major Mode 3–35 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.3.3 ~ — Burst-In / IF-In Swap Command (Rev.D IFD) 3–35 . . . . . . . . . . . . . .

4. Plot-Assisted Setups 4–1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.1 P+ — Plot Test Pattern 4–2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.2 General Conventions Within the Plot Commands 4–3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.3 Pb — Plot Burst Pulse Timing 4–5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.3.1 Interpreting the Burst Timing Plot 4–5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.3.2 Available Subcommands Within “Pb” 4–6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.3.3 TTY Information Lines Within “Pb” 4–7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.3.4 Recommended Adjustment Procedures 4–8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.4 Ps — Plot Burst Spectra and AFC 4–10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.4.1 Interpreting the Burst Spectra Plots 4–10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.4.2 Available Subcommands Within “Ps” 4–12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.4.3 TTY Information Lines Within “Ps” 4–14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.4.4 Computation of Filter Loss 4–16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.4.5 Recommended Adjustment Procedures 4–19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.5 Pr — Plot Receiver Waveforms 4–22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.5.1 Interpreting the Receiver Waveform Plots 4–22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.5.2 Available Subcommands Within “Pr” 4–24 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.5.3 TTY Information Lines Within “Pr” 4–25 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.6 Pa — Plot Tx Waveform Ambiguity 4–27 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.6.1 Interpreting the Ambiguity Plots 4–27 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.6.2 Available Subcommands Within “Pa” 4–29 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.6.3 TTY Information Lines Within “Pa” 4–30 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.6.4 Bench Testing of Compressed Waveforms 4–32 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Processing Algorithms 5–1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.1 IF Signal Processing 5–4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.1.1 FIR (Matched) Filter 5–4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.1.2 RVP8/Rx Receiver Modes 5–5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.1.2.1 Discussion of Halfband Filtering Modes 3-5 5–6 . . . . . . . . . . . . .

5.1.2.2 Discussion of Wide Dynamic Range Mode-4 5–7 . . . . . . . . . . . .

5.1.3 Automatic Frequency Control (AFC) 5–9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

iii