[發明專利]高頻地波雷達同時多頻組網MIMO全數字接收機

在審

• 申請號: 201810909222.3
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN110824437A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 余亮;陳智會;陳媛媛;李杰;李志勇;趙以成;包健成;馬剛
• 申請（專利權）人: 湖北中南鵬力海洋探測系統工程有限公司
• 主分類號: G01S7/285
• 分類號: G01S7/285
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 高燕燕

本發明提供一種高頻地波雷達同時多頻組網MIMO全數字接收機，解決了抗干擾能力弱、探測海洋動力學參數時探測距離與探測精度相矛盾、探測目標時易被淹沒的問題。包括：模擬前端單元、可編程邏輯器件FPGA、高速數模轉換器、北斗/GPS時鐘同步組網模塊；其中，北斗/GPS時鐘同步組網模塊在接收北斗/GPS衛星信號并鎖定后進入馴服模式，完成馴服后，輸出雷達起始同步信號到可編程邏輯器件FPGA，同時輸出時鐘信號驅動可編程邏輯器件FPGA與模擬前端單元；模擬前端單元在時鐘信號的驅動下工作，將接收天線接收到海面散射回來的模擬回波信號轉換成LVDS數字信號，并將數字信號傳輸給可編程邏輯器件FPGA；可編程邏輯器件FPGA將LVDS數字信號與其內部的數字DDS本振產生COS數字信號和SIN信號混頻，經數字濾波器濾波處理后，得到IQ信號經千兆網傳輸至PC機。

技術領域

本發明為一種高頻地波雷達同時多頻組網MIMO全數字接收機，屬于雷達接收機領域。

背景技術

目前高頻地波雷達一般只有一個工作頻率，其雷達信號接收機工作帶寬窄，抗干擾能力弱。從高頻地波雷達探測海洋表面動力學參數的結果看，在發射機同等功率下高低頻相比較，低頻段(3-15MHz)的優點是探測距離遠，能探測的最大浪高較大，缺點是探測數據的精度較低；高頻段(15-40MHz)的優點探測數據的精度較高，缺點是探測距離較近，能探測的最大浪高較小；同時，在單頻率下高頻地波雷達超視距探測海面移動目標時，目標回波易被淹沒于一階海洋回波中，而多頻雷達則可以避免這種情況。并且，現有的高頻地波雷達都是單站工作，不僅無法收到同頻段的相鄰雷達站的信號，而且兩站雷達發射信號容易相互干擾，影響探測效果；若是能夠組網工作，即雷達MIMO技術，同時發射同時接收，不僅可以避免干擾，還能相互接收對方發射的電磁波海面散射回波，提高高頻地波雷達探測性能。因此，非常有必要提供一種同時多頻、組網的雷達信號接收機。

發明內容

本發明提供一種高頻地波雷達同時多頻組網MIMO全數字接收機，解決了雷達工作在單頻模式下抗干擾能力弱、探測海洋動力學參數時探測距離與探測精度相矛盾、探測目標時易被淹沒在一階海洋中以及避免相鄰同頻段雷達的同頻干擾。

本發明采用如下技術方案：

一種高頻地波雷達同時多頻組網MIMO全數字接收機，包括：模擬前端單元、可編程邏輯器件FPGA、高速數模轉換器、北斗/GPS時鐘同步組網模塊；其中，

北斗/GPS時鐘同步組網模塊在接收北斗/GPS衛星信號并鎖定后進入馴服模式，完成馴服后，輸出雷達起始同步信號到可編程邏輯器件FPGA，同時輸出時鐘信號驅動可編程邏輯器件FPGA與模擬前端單元；

可編程邏輯器件FPGA在時鐘信號的驅動下工作，接收到起始同步信號后產生DDS數字信號，DDS數字信號通過高速數模轉換器轉換成發射機信源，通過發射機放大后向海面輻射電磁波；

多通道多頻模擬前端單元在時鐘信號的驅動下工作，將接收天線接收到海面散射回來的模擬回波信號轉換成LVDS數字信號，并將數字信號傳輸給可編程邏輯器件FPGA；

可編程邏輯器件FPGA將LVDS數字信號與其內部的數字DDS本振產生COS數字信號和SIN信號混頻，經數字濾波器濾波處理后，得到IQ信號經千兆網傳輸至PC機。

進一步地，所述多通道多頻模擬前端單元包括防雷泄放管、限幅二極管、兩級高速電子開關、無源寬帶濾波器、低噪聲放大器、模數轉換器，上述部件依次連接，所述時鐘信號通過防雷泄放管、限幅二極管后，傳輸到兩級高速電子開關和無源濾波器隔離濾波后，經低噪聲放大器放大信號后，通過模數轉換器轉換成LVDS數字信號。

進一步地，所述多通道多頻模擬前端單元采用24接收通道。

本發明的有益效果：