[發明專利]實現單通道多頻點同時收發的超寬帶雷達系統及方法

有效

• 申請號: 201711259114.8
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN108089179B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 賀玉貴
• 申請（專利權）人: 湖南華諾星空電子技術有限公司
• 主分類號: G01S13/02
• 分類號: G01S13/02;G01S7/282;G01S7/285;G01S7/35
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清;胡君

本發明公開一種實現單通道多頻點同時收發的超寬帶雷達系統及方法，該系統包括控制處理模塊、收發天線以及發射機支路、接收機支路，發射機支路、接收機支路設置在控制處理模塊、收發天線之間，發射機支路接收控制處理模塊的控制命令并產生所需的多頻點數字基帶信號，依次進行混頻、數模轉換以及正交上變頻后，輸出所需多頻點模擬信號并通過收發天線進行發射，接收機支路從收發天線接收多頻點的模擬回波信號，依次經過正交下變頻、模數轉換、混頻后輸出多頻點基帶信號至控制處理模塊；該方法為實現單通道多頻點同時收發的方法。本發明能夠實現單通道多頻點信號的同時收發，且兼具步進頻率的頻率間隔小、最大作用距離大以及掃描時間短等的優點。

技術領域

本發明涉及超寬帶雷達系統技術領域，尤其涉及一種實現單通道多頻點同時收發的超寬帶雷達系統及方法。

背景技術

現代雷達技術正朝著超寬帶、超分辨、多功能、軟件化和智能化的方向發展，同時隨著集群目標分辨識別、高分辨力成像雷達等技術研究的快速發展，超寬帶雷達在目標成像與目標識別領域得到了越來越廣泛的應用。超寬帶信號具有高分辨、低截獲概率特性、信息含量大和能探測隱身目標等優點，因而其在SAR 成像雷達、探地雷達和反隱身技術等領域顯示出巨大的優勢，在目標特性的研究方面，由于超寬帶信號的超寬帶和高分辨特性，可獲得復雜目標的精細回波響應，因而對目標識別十分有利。

超寬帶雷達波形的設計與產生部分是超寬帶雷達中的一個關鍵組成，它的指標和性能將直接影響到整個雷達系統的性能，目前超寬帶雷達波形產生，通常是使用如步進頻率連續波(stepped frequency continuous wave radar，簡稱SFCW)的單頻步進連續波方式。傳統的SFCW一般通過鎖相環（PLL）、直接數字合成（DDS）或者兩種相結合的方法產生頻率步進，由于通過鎖相環產生頻率的跳變，其鎖定時間一般較長，通過DDS的方法雖然能夠實現快速的頻率切換，但頻率跳變的帶寬即整個雷達的帶寬較窄，使用兩者結合的方式不僅能夠實現頻率的快速切換同時也可保證雷達的帶寬較窄，但上述三種方式每次都只能發射一個頻點，對于較大帶寬和較小頻率步進的雷達系統而言，逐點改變頻率步進的方法使得雷達接收到的數據很少，即雷達數據的刷新率很低，導致探測到目標的時間就會變長，實時性較差。

同時對于SFCW而言，雷達最大作用距離即為雷達最大不模糊距離，且最大不模糊距離與步進頻率的間隔成反比，即SFCW信號步進越小，則最大不模糊距離越大，但是當雷達的帶寬較寬，如達到數百兆且通道數達到幾十以上時，較小的頻率步進將會極大的增加掃描時間，而增大頻率步進又會縮短作用距離，難以同時滿足作用距離與步進頻率兩者的需求。因而，如何能夠實現獲得較大的作用距離，同時保證掃描時間較是一個亟待解決的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種實現單通道多頻點信號的同時收發，且兼具步進頻率的頻率間隔小、最大作用距離大以及掃描時間短的實現單通道多頻點同時收發的超寬帶雷達系統及方法。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種實現單通道多頻點同時收發的超寬帶雷達系統，包括控制處理模塊、收發天線以及發射機支路、接收機支路，所述發射機支路、接收機支路連接在所述控制處理模塊、收發天線之間，所述發射機支路接收所述控制處理模塊的控制命令并產生所需的多頻點數字基帶信號，依次進行混頻、數模轉換以及正交上變頻后，輸出所需多頻點模擬信號并通過所述收發天線進行發射，所述接收機支路從所述收發天線接收多頻點的模擬回波信號，依次經過正交下變頻、模數轉換、混頻后輸出多頻點的基帶信號至所述控制處理模塊。

作為本發明系統的進一步改進：所述發射機支路包括依次連接的用于產生多頻點數字基帶信號并進行混頻處理的第一處理單元、用于執行數模轉換的DAC單元、以及用于對輸入信號進行正交上變頻處理的正交上變頻單元；所述接收機支路包括依次連接的用于對所述模擬回波信號進行正交下變頻處理的正交下變頻單元、用于執行模數轉換的ADC單元、以及用于對輸入信號進行混頻后輸出基帶信號的第二處理單元。