[實(shí)用新型]一種全數(shù)字高頻雷達(dá)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220632452.8
• 申請(qǐng)日: 2012-11-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202929206U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 文必洋;田應(yīng)偉;王才軍;譚劍;李柯
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01S13/02
• 分類(lèi)號(hào): G01S13/02
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 薛玲;肖明洲

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種用于海洋遙感的高頻雷達(dá)裝置，特別涉及一種全數(shù)字高頻雷達(dá)裝置。

背景技術(shù)

近年來(lái)，全數(shù)字接收機(jī)結(jié)構(gòu)逐漸興起，國(guó)外有關(guān)全數(shù)字接收機(jī)研究的報(bào)道：M.Menelle,G，Auffray，and?F.Jangal,“Full?Digital?High?Frequency?Surface?WaveRadar:French?Trials?in?the?Biscay?Bay，”in?Proc.IEEE?2008International?Conferenceon?Radar,2008,pp.224-229.，D.Emery，G.Dickel,“The?operation?and?performanceof?a?multifrequency?HF?surfacewave?radar,”in?Radar?Conference,May?26-30.2008:IEEE,May.2008.，這些系統(tǒng)都沒(méi)有采用模擬混頻器，天線接收到的射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波放大后直接采樣，在數(shù)字域完成下變頻和解調(diào)處理；波形參數(shù)配置也十分方便；但是這些系統(tǒng)大都應(yīng)用于大型陣列天線工作模式，每個(gè)天線配置單獨(dú)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，不同通道之間通過(guò)以太網(wǎng)互聯(lián)，因而結(jié)構(gòu)龐大、成本昂貴。

在武漢大學(xué)申請(qǐng)的名為：高頻地波雷達(dá)數(shù)字相干接收機(jī)、專(zhuān)利號(hào)為：200420057632.3的專(zhuān)利中，該裝置采用一次模擬混頻帶通采樣，由于模擬混頻器的引入，不僅需要多配置一個(gè)信號(hào)發(fā)生器專(zhuān)門(mén)提供本振信號(hào)，同時(shí)也增大了模擬前端電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和占用空間；此外，發(fā)射信號(hào)和本振信號(hào)之間相位同步的難度也限制了相干處理的性能，而且中頻接收機(jī)的結(jié)構(gòu)也降低了系統(tǒng)波形參數(shù)設(shè)計(jì)和信號(hào)處理的靈活性。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)背景技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種全數(shù)字高頻雷達(dá)裝置。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種全數(shù)字高頻雷達(dá)裝置，包括發(fā)射電路、接收電路，所述發(fā)射電路包括依次連接的發(fā)射天線、功率放大器、發(fā)射開(kāi)關(guān)、數(shù)字頻率合成器、時(shí)鐘源；所述接收電路包括依次相連的接收天線、天線放大器、接收開(kāi)關(guān)、射頻濾波器、射頻放大器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、數(shù)字處理器、USB控制器；數(shù)模轉(zhuǎn)換器、數(shù)字處理器分別與時(shí)鐘源相連；數(shù)字頻率合成器與數(shù)字同步控制器相連。

所述數(shù)字處理器和數(shù)字同步控制器由數(shù)字處理芯片F(xiàn)PGA實(shí)現(xiàn)。

所述發(fā)射天線為四分之一波長(zhǎng)的單鞭天線；所述接收天線為單極子或交叉環(huán)天線。

使用本實(shí)用新型時(shí)，將USB控制器通過(guò)USB線纜與計(jì)算機(jī)相連，其工作原理為：在每個(gè)工作周期中，數(shù)字同步控制器向數(shù)字頻率合成器寫(xiě)入波形參數(shù)，并復(fù)位初始掃頻相位；數(shù)字頻率合成器產(chǎn)生的信號(hào)在發(fā)射開(kāi)關(guān)閉合的條件下，經(jīng)過(guò)功率放大器后由發(fā)射天線發(fā)射出去；來(lái)自接收天線的回波先通過(guò)天線放大器在接收開(kāi)關(guān)閉合的條件下，經(jīng)過(guò)射頻濾波器、射頻放大器后直接被采樣，在數(shù)字處理器中完成下變頻和脈沖壓縮，得到的距離信息通過(guò)USB控制器上傳至計(jì)算機(jī)。

本實(shí)用新型中，數(shù)字同步控制器和數(shù)字處理器均在數(shù)字處理芯片F(xiàn)PGA中實(shí)現(xiàn)，F(xiàn)PGA內(nèi)部的時(shí)鐘管理模塊首先進(jìn)入鎖定狀態(tài)，然后完成數(shù)字頻率合成器參數(shù)的配置，接著進(jìn)入掃頻工作狀態(tài)，在掃頻工作狀態(tài)下，F(xiàn)PGA實(shí)時(shí)接收來(lái)自USB控制器的指令；USB控制器等待計(jì)算機(jī)的命令，包括配置參數(shù)、啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸、結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸?shù)龋⑶覍⒔邮盏降闹噶顐鬟f給FPGA完成相應(yīng)操作。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果：

1、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、成本低；由于沒(méi)有使用模擬混頻器，接收機(jī)模擬前端的設(shè)計(jì)得到了大大的簡(jiǎn)化，同時(shí)省去了產(chǎn)生本振信號(hào)的電路模塊，而且不再需要考慮本振頻率干擾的抑制問(wèn)題，從而使得整個(gè)接收機(jī)的電路結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，更容易實(shí)現(xiàn)；簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)和小型化天線的使用，使本使用新型的體積非常小巧，適合于便攜式場(chǎng)合使用需要；同時(shí)制作成本相對(duì)較低。

2、本實(shí)用新型中數(shù)字處理器以及時(shí)鐘源的同步設(shè)計(jì)，使其具有更高的動(dòng)態(tài)范圍、靈敏度、通道隔離度及相位穩(wěn)定性；其采用的數(shù)字頻率合成器不僅可以根據(jù)需要更改發(fā)射波形的類(lèi)型、頻率、相位、幅度等參數(shù)，而且可以任意設(shè)計(jì)同步控制時(shí)序，具有非常靈活的特性；數(shù)字同步控制器的設(shè)計(jì)使整個(gè)雷達(dá)裝置具有很好的靈活性和穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖所示的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。