[发明专利]一种实现地波超视距雷达同时多频发射/接收的方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达领域、无线电物理学等技术领域，特别涉及一种用于实现地波超视距雷达同时多频发射/接收的方法。

背景技术

作为一种新兴的海洋遥感设备，地波超视距雷达具能够对海洋表面环境和海上移动目标进行全天候、超视距、大面积的实时监测。目前国内外多数高频地波雷达都采用了线性调频中断连续波(FMICW)体制,它在线性调频连续波(FMCW)基础上引入收发调制技术,可以较好地解决强直达波信号造成的接收机阻塞的问题。

传统的超视距雷达多数工作在单个频点上,抗干扰能力相对较弱,回波中包含的信息量少,制约了海洋环境监测能力的发挥。多频超视距雷达工作在多个频率点上,增强了抗干扰能力和自校正能力,回波所包含的海洋动力学参数和移动目标信息得到增加，具有探测性能稳定、探测精度高和抗干扰能力强等优点。然而在多频体制下FMICW参数设计将受到很大限制,各频率间参数相互制约,尤其是各个频率的距离混叠问题很难克服,如参数选择不当,将会因距离模糊使雷达探测性能急剧下降。现有的将超视距雷达从单频模式扩展到多频模式的方法，主要是脉内多频、脉间多频和扫频周期间多频。脉内多频和脉间多频，属于频分复用的形式，脉内多频同时发射多个频率FMICW信号，在接收端需要增加新的信号处理通道，增加了硬件设备；脉间多频在一个脉冲周期内发送多个子脉冲，每个子脉冲分属不同的线性扫频过程，其参数计算复杂，要充分考虑多个收发脉冲集中脉压处理引入的距离混叠问题；扫频周期间多频，是以牺牲时间资源获取频带扩展的，属于分时多频，每个频率的平均发射功率相对较小。

发明内容

本发明针对背景技术存在的不足，提供出了一种实现地波超视距雷达同时多频发射/接收的方法，它基于帧间相位线性偏移的方法，实现地波超视距雷达从单频模式到同时多频模式的扩展。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种实现地波超视距雷达同时多频发射/接收的方法，基于帧间相位线性偏移的方法，实现地波超视距雷达从单频模式到同时多频模式的扩展；即：对雷达工作的不同频段，设置的不同相位偏移值，根据相位偏移值，对雷达发射的线性调频信号进行相位调制，使不同频率的发射信号具有不同的帧间相位偏移量，从而改变其多普勒谱的形式，实现地波超视距雷达同时多频发射/接收。

在发射端，采用帧间相位线性偏移的方法，根据扫频周期和频率路数设置相位偏移量，由频率合成电路生成两路以上不同频率、不同相位的发射信号，由合路器合并后经发射天线发射；对于每一个发射频率，频率合成电路均生成一个本振信号与之对应，本振信号的相位初值固定，帧间相位变化率为零。

在接收机端，接收天线接收到回波信号，再由混频电路对不同频率的回波信号进行频率变换；混频电路的本振信号为上述频率合成电路产生的本振信号，其输出为两路以上同频率区间、不同相位的中频或零频信号；混频电路将两路以上不同频率的接收信号变频到同一频段上，由合路器合并后，通过数字信号处理通道经过两次快速傅立叶变换；经过两次快速傅立叶变换后，各路不同频率回波的多普勒谱在同一张多普勒谱图上显示，由于不同发射频率的信号帧间的相位差不同，在多普勒谱上会产生频率偏移，在多普勒谱上对两路以上不同频率的的回波信号进行分离，从而实现多个频率的同时工作。

所述的频率合成电路生成两路以上不同频率的发射信号的帧间相位差由扫频周期和回波多普勒谱上的频率偏移量决定。

所述频率合成电路生成的两路以上的发射信号的帧间相位变化率不同。

所述的混频电路的路数同发射信号的路数相同。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

1、本发明方法占用资源少，不需要增加硬件成本，即可有效地实现超视距雷达由单频转为多频模式，从而达到提高其探测性能和探测精度的目的。

2、本发明方法可实现严格意义上的多频同时工作，各个频率同时工作不存在相互干扰的现象，得到的不同频率下的数据易于分离。

3、本发明方法配置简单，具有很好的通用性，不受雷达设备硬件限制，适用性强，可移植性高。

附图说明

图1是本发明实施例中的系统组成框图。

具体实施方式

下面通过实施例，结合附图，对本发明作进一步详细的描述。