[發(fā)明專利]一種低功耗高性能的超寬帶雷達(dá)系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910001497.1
• 申請(qǐng)日: 2019-01-02
• 公開（公告）號(hào): CN109725305A
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何昌見;江春城
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 公安部第一研究所
• 主分類號(hào): G01S13/02
• 分類號(hào): G01S13/02;G01S7/41
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種低功耗高性能的超寬帶雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于，包括ARM控制器、超寬帶信號(hào)發(fā)射電路和超寬帶回波信號(hào)接收電路；所述超寬帶信號(hào)發(fā)射電路包括脈沖發(fā)生器、超寬帶發(fā)射機(jī)和發(fā)射天線，所述ARM控制器、脈沖發(fā)生器、超寬帶發(fā)射機(jī)和發(fā)射天線依次連接；所述超寬帶回波信號(hào)接收電路包括信號(hào)放大及采集單元、脈沖混頻器、接收天線和本地脈沖發(fā)生器，所述接收天線、脈沖混頻器、信號(hào)放大及采集單元、ARM控制器依次連接，所述本地脈沖發(fā)生器和脈沖混頻器連接；所述ARM控制器通訊連接于成像顯示裝置；

所述脈沖發(fā)生器用于通過門電路對(duì)ARM控制器的脈沖信號(hào)進(jìn)行整形；

所述超寬帶發(fā)射機(jī)用于將從脈沖發(fā)生器輸入的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢拵盘?hào)；

所述發(fā)射天線用于對(duì)從超寬帶發(fā)射機(jī)輸入的超寬帶信號(hào)進(jìn)行電波轉(zhuǎn)換，從而將超寬帶信號(hào)耦合到空間中；

所述接收天線用于對(duì)超寬帶回波信號(hào)進(jìn)行電波轉(zhuǎn)換，從而將超寬帶回波信號(hào)從空間耦合到超寬帶回波信號(hào)接收電路中；

所述本地脈沖發(fā)生器用于產(chǎn)生本地脈沖信號(hào)，脈沖混頻器用于將接收到的超寬帶回波信號(hào)和本地脈沖信號(hào)進(jìn)行混頻，當(dāng)超寬帶回波信號(hào)和本地脈沖信號(hào)在同一時(shí)間出現(xiàn)時(shí)，脈沖混頻器將輸出混頻信號(hào)；

所述信號(hào)放大及采集單元用于當(dāng)超寬帶回波信號(hào)經(jīng)脈沖混頻器混頻輸出混頻信號(hào)后，通過運(yùn)算放大電路進(jìn)行混頻信號(hào)放大并輸出至ARM控制器；

成像顯示裝置用于從ARM控制器接收混頻信號(hào)，并根據(jù)混頻信號(hào)進(jìn)行成像并將成像結(jié)果顯示出來。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗高性能的超寬帶雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于，所述成像顯示裝置采用PC機(jī)，其作為上位機(jī)與所述ARM控制器通訊連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低功耗高性能的超寬帶雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于，所述ARM控制器通過串口通訊連接于所述成像顯示裝置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗高性能的超寬帶雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于，所述脈沖混頻器和接收天線之間設(shè)有低噪聲放大器，用于放大接收天線接收到的超寬帶回波信號(hào)后再輸出至所述脈沖混頻器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗高性能的超寬帶雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射天線和接收天線均采用維瓦爾第超寬帶天線，其帶寬為600MHz-5GHz。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗高性能的超寬帶雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于，所述超寬帶回波信號(hào)還包括有可調(diào)延時(shí)單元，所述可調(diào)延時(shí)單元連接于所述本地脈沖發(fā)生器，用于調(diào)節(jié)本地脈沖發(fā)生器的時(shí)延使得超寬帶信號(hào)發(fā)射電路和超寬帶回波信號(hào)接收電路保持同步。

7.一種利用上述任一權(quán)利要求所述的低功耗高性能的超寬帶雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行探測(cè)的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、ARM控制器輸出脈沖信號(hào)，脈沖發(fā)生器對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行整形后傳輸至超寬帶發(fā)射機(jī)，所述超寬帶發(fā)射機(jī)將接收到的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為超寬帶信號(hào)然后輸出至發(fā)射天線，所述發(fā)射天線對(duì)超寬帶信號(hào)進(jìn)行電波轉(zhuǎn)換，將超寬帶信號(hào)耦合到空間中；

S2、超寬帶信號(hào)在空間中遇到探測(cè)對(duì)象后會(huì)發(fā)生反射產(chǎn)生超寬帶回波信號(hào)，接收天線接收超寬帶回波信號(hào)并進(jìn)行電波轉(zhuǎn)換，傳輸至脈沖混頻器中，本地脈沖發(fā)生器產(chǎn)生本地脈沖信號(hào)并傳輸至脈沖混頻器中，當(dāng)超寬帶回波信號(hào)和本地脈沖信號(hào)同時(shí)輸入脈沖混頻器中時(shí)，則脈沖混頻器產(chǎn)生混頻信號(hào)輸出至信號(hào)放大及采集單元，信號(hào)放大及采集單元對(duì)混頻信號(hào)放大后輸出至ARM控制器，ARM控制器輸出至上位機(jī)；

S3、成像顯示裝置根據(jù)混頻信號(hào)對(duì)探測(cè)對(duì)象進(jìn)行成像，并將成像結(jié)果顯示在顯示屏上。