一種新型零中頻脈衝壓縮雷達系統及其信號性能補償方法

2023-10-20 18:41:57 3

一種新型零中頻脈衝壓縮雷達系統及其信號性能補償方法
【專利摘要】本發明公開了一種新型零中頻脈衝壓縮雷達系統及其信號性能補償方法。雷達回波信號經低噪聲放大器後分為I、Q通路，再分別依次經預定義濾波器、模擬數字轉換器連接到數字處理器，數字處理器對信號進行脈衝壓縮和信號性能補償。預定義濾波器用於濾除零中頻接收機的直流偏移和閃爍噪聲所在的頻段，採用高通濾波器，通過測量閃爍噪聲所在頻段帶寬，確定其截止頻率。本發明電路可單片集成，具有傳統脈衝壓縮雷達的高距離解析度優點，克服了零中頻接收機性能不足，使其運用在高要求的脈衝壓縮雷達系統中成為可能，得到高性能、低能耗、低成本、和小體積的雷達系統；也可在近距離自動安全探測系統、高靈敏度視覺信號探測器等小型雷達系統中廣泛運用。
【專利說明】一種新型零中頻脈衝壓縮雷達系統及其信號性能補償方法【技術領域】
[0001]本發明涉及一種雷達系統及其補償方法，尤其是涉及通信與雷達系統領域的一種新型零中頻脈衝壓縮雷達系統及其信號性能補償方法。
【背景技術】
[0002]零中頻接收機在移動通信系統中已經有著廣泛的應用。在過去的十年裡，為了實現單片集成，許多改進被應用於零中頻系統。包括用AC耦合消除直流分量、直流偏移補償的反正切解調、刪除直流偏移的可變增益放大器(VGA)、低閃爍噪聲射頻混頻器的設計以及通過信號處理對閃爍噪聲轉角頻率的降低。不過，克服直流偏移和閃爍噪聲影響的理想方法是修改基帶信號，要在不損失任何信息的條件下完全濾除掉直流偏移。這樣的調製方案包括尋呼機中用到的二元頻率鍵控(BFSK)，CDMA標準定義下的寬帶信號以及基於BOC調製下的Galileo OS信號。但是，這些方法並不適用於脈衝壓縮雷達，因為絕大多數存在的脈衝壓縮雷達信號有直流和低頻分量。去除這些分量會引起性能退化。到目前為止，基於零中頻架構的脈衝壓縮雷達很少有人關注，它的性能受到直流偏移和閃爍噪聲的影響。

【發明內容】

[0003]為了解決【背景技術】中存在的問題，本發明提出了一種新型零中頻脈衝壓縮雷達系統及其信號性能補償方法，以線性調頻信號(LFM)為發射信號，是新型高集成度、高性能的脈衝壓縮雷達系統，降低成本，減小體積和降低能耗。與通信系統中修正基帶信號這種方法不同的是，本發明使用一個預定義濾波器(HF)來消除解調雷達信號中的直流偏移和閃爍噪聲，並且基於LFM信 號和預定義濾波器來補償損失的雷達性能。
[0004]本發明採用的技術方案是:
[0005]一、一種新型零中頻脈衝壓縮雷達系統:
[0006]包括低噪聲放大器、預定義濾波器、模擬數字轉換器和數字處理器，雷達回波信號經低噪聲放大器後分為I通路和Q通路，I通路和Q通路分別依次經各自的預定義濾波器進行濾波處理、模擬數字轉換器進行模擬數字轉換後連接到數字處理器，數字處理器對信號進行脈衝壓縮和信號性能補償，預定義濾波器濾除零中頻接收機的直流偏移和閃爍噪聲所在的頻段。
[0007]所述的數字處理器為FPGA或DSP。
[0008]所述的預定義濾波器採用高通濾波器，通過測量雷達回波信號閃爍噪聲的所在頻段帶寬，並將所在頻段帶寬的1.2-1.5倍頻點作為預定義濾波器的截止頻率。
[0009]二、一種新型零中頻脈衝壓縮雷達系統的信號性能補償方法:
[0010]其中所述雷達系統包括低噪聲放大器、預定義濾波器、模擬數字轉換器和數字處理器，雷達回波信號經低噪聲放大器後分為I通路和Q通路，I通路和Q通路分別依次經各自的預定義濾波器進行濾波處理、模擬數字轉換器進行模擬數字轉換後連接到數字處理器，數字處理器中對信號進行脈衝壓縮和信號性能補償，預定義濾波器用於濾除零中頻接收機的直流偏移和閃爍噪聲所在的頻段；
[0011]其中，數字處理器中進行的信號性能補償過程具體包括以下步驟:
[0012]I)通過以下公式計算得到經過濾波後的標準參考信號s』 i (t):
【權利要求】
1.一種新型零中頻脈衝壓縮雷達系統，其特徵在於:包括低噪聲放大器、預定義濾波器、模擬數字轉換器和數字處理器，雷達回波信號經低噪聲放大器後分為I通路和Q通路，I通路和Q通路分別依次經各自的預定義濾波器進行濾波處理、模擬數字轉換器進行模擬數字轉換後連接到數字處理器，數字處理器對信號進行脈衝壓縮和信號性能補償，預定義濾波器濾除零中頻接收機的直流偏移和閃爍噪聲所在的頻段。
2.根據權利要求1所述的一種新型零中頻脈衝壓縮雷達系統，其特徵在於: 所述的數字處理器為FPGA或DSP。
3.根據權利要求1所述的一種新型零中頻脈衝壓縮雷達系統，其特徵在於: 所述的預定義濾波器採用高通濾波器，通過測量雷達回波信號閃爍噪聲的所在頻段帶寬，並將所在頻段帶寬的1.2-1.5倍頻點作為預定義濾波器的截止頻率。
4.應用於權利要求1所述系統的一種新型零中頻脈衝壓縮雷達系統的信號性能補償方法，其特徵在於: 雷達系統包括低噪聲放大器、預定義濾波器、模擬數字轉換器和數字處理器，雷達回波信號經低噪聲放大器後分為I通路和Q通路，I通路和Q通路分別依次經各自的預定義濾波器進行濾波處理、模擬數字轉換器進行模擬數字轉換後連接到數字處理器，數字處理器中對信號進行脈衝壓縮和信號性能補償，預定義濾波器用於濾除零中頻接收機的直流偏移和閃爍噪聲所在的頻段； 其中，數字處理器中進行的信號性能補償過程具體包括以下步驟: 1)通過以下公式計算得到經過濾波後的標準參考信號s』dt):
5.根據權利要求4所述的一種新型零中頻脈衝壓縮雷達系統的信號性能補償方法，其特徵在於:所述的數字處理器為FPGA或DSP。
6.根據權利要求4所述的一種新型零中頻脈衝壓縮雷達系統的信號性能補償方法，其特徵在於:所述的預定義濾波器採用高通濾波器，通過測量雷達回波信號閃爍噪聲的所在頻段帶寬，並將所在頻段帶寬的1.2-1.5倍頻點作為預定義濾波器的截止頻率。
【文檔編號】G01S7/36GK104035079SQ201410260858
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月12日 優先權日:2014年6月12日
【發明者】雅尼克·薩拉明, 朱安傑, 王嶸, 冉立新 申請人:浙江大學