[发明专利]脉冲雷达

说明书

根据第一方面，本发明提供一种脉冲雷达，包括发射机；其中脉冲雷达被布置为生成二进制值串；其中发射机包括脉冲发生器，该脉冲发生器被布置为生成脉冲信号，该脉冲信号包括具有根据二进制值串来确定的极性的发射脉冲系列；其中第一子串包括第一系列值；其中第二子串包括第二系列值；其中第二子串与第一子串不同；并且其中，根据重复图案，第二系列值中的每个值与第一系列值中的对应值相同或不同；并且其中，二进制值串至少包括连接在一起的第一子串和第二子串，并且每个子串可选地在连接之前反转。通过发射两个相关的脉冲系列，发射机可以实现更好的噪声消除和/或对来自不需要的模糊距离的反射的更好的抑制。可以选择重复图案，以便当反射出现在不同的模糊距离内时，形成来自一个模糊距离的反射极性之间的关系。这种关系可以用于确保消除不需要的脉冲反射，同时确保感兴趣的反射相加，即加强。

技术领域

本发明涉及脉冲雷达系统，诸如超宽带雷达系统。特别地，本发明可以用于具有扫描阈值接收机的脉冲雷达，尽管它还更普遍地适用。更具体地，本发明涉及在这种设备中从被接收信号去除噪声和/或不需要的反射。

背景技术

作为背景技术，这里描述了一种已知的斩波放大器电路。如图1所示，斩波放大器通常用于抑制放大器中不需要的DC偏移和低频噪声。在不需要的偏移电压Voff由放大器被添加到信号之前，输入信号Vi首先乘以斩波信号Vc。然后用相同的斩波信号再次乘以该信号。这里的关键是需要的信号被乘两次，而不需要的偏移只乘一次。观察信号的频谱(显示在信号波形的右侧)，可以看出DC偏移已经偏离期望信号(以及期望信号的带外数据)。通过对结果进行低通滤波，仅剩下期望信号，而没有偏移。

同样作为背景技术，在图2中示出了用于使用扫描阈值距离像数字转换器系统在脉冲雷达系统中接收信号波形的已知接收机架构。

图2a示出了比较器10，其接收被接收(RX)信号12和阈值信号14。比较器是标准的1比特比较器。如果被接收信号12高于阈值14，则比较两个输入并输出高信号(高电压轨)，否则输出低信号(低电压轨)，从而量化所输入的被接收信号12。以脉冲重复频率(PRF)重复发射脉冲。在发射和接收每个脉冲之后，改变阈值信号14并再次进行比较，从而将被接收信号12与不同的阈值进行比较(对于高PRF，预期被接收信号对于连续脉冲基本相同，因为该距离内的反射体的任何移动被认为与脉冲重复速率相比较慢，即认为每个反射信号将紧密匹配前后信号)。通过在定义的电压范围内以小增量递增地扫描阈值信号14，产生信号电平的温度计码。通过对每个脉冲之后的比较器输出进行计数(并因此随时间相加)(如果比较器10输出高电平则计数器16递增，而如果比较器10输出低电平则不递增)，温度计编码输出变为被接收信号10的多比特采样值。在下文中，术语“扫描阈值”用于描述该技术。

在图2a中，计数器16由触发信号18触发，该触发信号也用于生成发射(TX)脉冲。延迟器20提供距离门，即对被接收信号12进行采样的时间(以及因此寻找反射的距离或范围)。图2b示出了所涉及的信号，其中触发信号显示在顶部(示出了脉冲流中的四个单独脉冲，这些脉冲以PRF生成)，由该触发信号生成的发射脉冲显示在第二行，被接收信号12显示在第三行(示出来自每个发射脉冲的两次反射)，并且阶跃增加的阈值信号14显示在第四行。

通过在多个距离点(即，在脉冲传输的多个不同时间)同时对被接收信号进行采样，可以构建距离像的精确数字化版本，每个距离点的值存储在单独的计数器中。距离像的一部分在图2c中示出，时间(x轴)上的每个距离点由温度计编码值(y轴)表示。

脉冲雷达的另一个问题是它们具有可以不模糊地操作的最大距离。这由PRF确定，并且对应于在发射下一个脉冲之前可以接收发射脉冲的所有反射的距离。可以由脉冲重复间隔计算最大不模糊距离(MUR)，如下：MUR＝PRI*c/2，其中c是光速。从雷达设备到MUR的距离是不模糊距离间隔，从MUR到2×MUR的距离是第一模糊距离间隔，从2×MUR到3×MUR的距离是第二模糊距离间隔，依此类推。不模糊距离间隔也可以被认为是模糊距离间隔零。应该注意的是，最接近雷达设备的模糊距离并不总是感兴趣的距离，尽管这最常见。