[发明专利]实现单通道多频点同时收发的超宽带雷达系统及方法

说明书

本发明公开一种实现单通道多频点同时收发的超宽带雷达系统及方法，该系统包括控制处理模块、收发天线以及发射机支路、接收机支路，发射机支路、接收机支路设置在控制处理模块、收发天线之间，发射机支路接收控制处理模块的控制命令并产生所需的多频点数字基带信号，依次进行混频、数模转换以及正交上变频后，输出所需多频点模拟信号并通过收发天线进行发射，接收机支路从收发天线接收多频点的模拟回波信号，依次经过正交下变频、模数转换、混频后输出多频点基带信号至控制处理模块；该方法为实现单通道多频点同时收发的方法。本发明能够实现单通道多频点信号的同时收发，且兼具步进频率的频率间隔小、最大作用距离大以及扫描时间短等的优点。

技术领域

本发明涉及超宽带雷达系统技术领域，尤其涉及一种实现单通道多频点同时收发的超宽带雷达系统及方法。

背景技术

现代雷达技术正朝着超宽带、超分辨、多功能、软件化和智能化的方向发展，同时随着集群目标分辨识别、高分辨力成像雷达等技术研究的快速发展，超宽带雷达在目标成像与目标识别领域得到了越来越广泛的应用。超宽带信号具有高分辨、低截获概率特性、信息含量大和能探测隐身目标等优点，因而其在SAR 成像雷达、探地雷达和反隐身技术等领域显示出巨大的优势，在目标特性的研究方面，由于超宽带信号的超宽带和高分辨特性，可获得复杂目标的精细回波响应，因而对目标识别十分有利。

超宽带雷达波形的设计与产生部分是超宽带雷达中的一个关键组成，它的指标和性能将直接影响到整个雷达系统的性能，目前超宽带雷达波形产生，通常是使用如步进频率连续波(stepped frequency continuous wave radar，简称SFCW)的单频步进连续波方式。传统的SFCW一般通过锁相环（PLL）、直接数字合成（DDS）或者两种相结合的方法产生频率步进，由于通过锁相环产生频率的跳变，其锁定时间一般较长，通过DDS的方法虽然能够实现快速的频率切换，但频率跳变的带宽即整个雷达的带宽较窄，使用两者结合的方式不仅能够实现频率的快速切换同时也可保证雷达的带宽较窄，但上述三种方式每次都只能发射一个频点，对于较大带宽和较小频率步进的雷达系统而言，逐点改变频率步进的方法使得雷达接收到的数据很少，即雷达数据的刷新率很低，导致探测到目标的时间就会变长，实时性较差。

同时对于SFCW而言，雷达最大作用距离即为雷达最大不模糊距离，且最大不模糊距离与步进频率的间隔成反比，即SFCW信号步进越小，则最大不模糊距离越大，但是当雷达的带宽较宽，如达到数百兆且通道数达到几十以上时，较小的频率步进将会极大的增加扫描时间，而增大频率步进又会缩短作用距离，难以同时满足作用距离与步进频率两者的需求。因而，如何能够实现获得较大的作用距离，同时保证扫描时间较是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种实现单通道多频点信号的同时收发，且兼具步进频率的频率间隔小、最大作用距离大以及扫描时间短的实现单通道多频点同时收发的超宽带雷达系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种实现单通道多频点同时收发的超宽带雷达系统，包括控制处理模块、收发天线以及发射机支路、接收机支路，所述发射机支路、接收机支路连接在所述控制处理模块、收发天线之间，所述发射机支路接收所述控制处理模块的控制命令并产生所需的多频点数字基带信号，依次进行混频、数模转换以及正交上变频后，输出所需多频点模拟信号并通过所述收发天线进行发射，所述接收机支路从所述收发天线接收多频点的模拟回波信号，依次经过正交下变频、模数转换、混频后输出多频点的基带信号至所述控制处理模块。

作为本发明系统的进一步改进：所述发射机支路包括依次连接的用于产生多频点数字基带信号并进行混频处理的第一处理单元、用于执行数模转换的DAC单元、以及用于对输入信号进行正交上变频处理的正交上变频单元；所述接收机支路包括依次连接的用于对所述模拟回波信号进行正交下变频处理的正交下变频单元、用于执行模数转换的ADC单元、以及用于对输入信号进行混频后输出基带信号的第二处理单元。