[发明专利]一种用于阵列雷达信号数字化的电路、方法及装置

说明书

本发明适用电子信息技术领域，提供了一种用于阵列雷达信号数字化的电路、方法及装置，该电路包括N个采样通道、M个模数转换器和逻辑控制器，每个采样通道中包括L个采样单元组，每个采样单元组包括M个采样单元，每个采样单元包括一个输入开关、一个采保电容和一个输出开关，在每个采样单元中采保电容一端同时连接着输入开关和输出开关，在每个采样单元组中M个采样单元的输出开关另一端与M个模数转换器一一对应连接，逻辑控制器的写控制线和读控制线分别与输入开关和输出开关连接，N、M、L为自然数，从而有效地提高了阵列雷达信号的采样深度，同时提高了阵列雷达信号的采样速度和转换精度。

技术领域

本发明属于电子信息技术领域，尤其涉及一种用于阵列雷达信号数字化的电路、方法及装置。

背景技术

数字化和多阵元是现代雷达系统的重要特点，模数转换器(ADC)是实现阵列雷达信号(或称为多阵元雷达信号)数字化不可或缺的部分，而采样速度和转换精度是ADC的两个关键指标，极大地影响着阵列雷达信号数字化效果。

目前，阵列雷达信号数字化过程主要采用连续变换的高速ADC，例如流水线型ADC、折叠内插型ADC和时间交织型ADC等，其中任意一种连续变换的高速ADC都很难同时满足高采样速率和高变换精度两项要求。

另外，有研究人员提出一种可以同时满足高采样速率和高变换精度要求的信号数字化方法，该方法由开关电容阵列(SCA)中的电容阵列替代ADC中单个的采保电容，通过SCA中的延迟线开关将模拟信号采保到电容阵列中，再由慢速高精度ADC对采样信号进行数字化。这种方法的采样深度很短，适用于信号持续时间在数百纳秒以内的短脉冲信号，例如激光雷达，而电磁雷达(调频连续波雷达)的信号持续时间较长，比激光雷达长十倍、甚至百倍，这种方法并不适用于电磁雷达。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于阵列雷达信号数字化的电路、方法及装置，旨在解决由于现有技术中阵列雷达信号数字化时很难同时满足高采样速率和高变换精度两项要求的问题。

一方面，本发明提供了一种用于阵列雷达信号数字化的电路，该电路包括N个采样通道、M个模数转换器和逻辑控制器，所述每个采样通道中包括L个采样单元组，所述每个采样单元组包括所述M个采样单元，所述每个采样单元包括一个输入开关、一个采保电容和一个输出开关，在所述每个采样单元中所述采保电容一端同时连接着所述输入开关和所述输出开关，在所述每个采样单元组中所述M个采样单元的所述输出开关另一端与所述M个模数转换器一一对应连接，所述逻辑控制器的写控制线和读控制线分别与所述输入开关和所述输出开关连接，所述N、M、L为自然数。

一方面，本发明提供了一种用于上述电路的用于阵列雷达信号数字化的方法，所述方法包括下述步骤：

获取所述阵列雷达中各阵元接收到的雷达探测信号，将所述每个阵元接收到的所述雷达探测信号输入对应的采样通道中；

通过所述采样通道上采样单元组中的采样单元对所述雷达探测信号进行采样，当检测到所述采样单元组中所有所述采样单元存储有采样信号时，将所述采样单元组中的所述采样信号一一对应地传输给所述模数转换器；

获取所述模数转换器的转换结果，根据所述所有模数转换器的转换结果获取所述所有雷达探测信号的数字化结果并输出。

另一方面，本发明提供了一种用于上述电路的用于阵列雷达信号数字化的装置，所述装置包括：

信号获取模块，用于获取所述阵列雷达中各阵元接收到的雷达探测信号，将所述每个阵元接收到的所述雷达探测信号输入对应的采样通道中；

信号采样转换模块，用于通过所述采样通道上采样单元组中的采样单元对所述雷达探测信号进行采样，当检测到所述采样单元组中所有所述采样单元存储有采样信号时，将所述采样单元组中的所述采样信号一一对应地传输给所述模数转换器；以及