[发明专利]一种时分复用的雷达传感系统

权利要求书

1.一种时分复用的雷达传感系统，其特征在于：包括发射模块、接收模块、天线模块和数据处理控制模块，发射模块包括发射机和第一射频开关，第一射频开关具有一个公共端、一个控制端和多个连接端，第一射频开关的公共端作为第一射频开关的输入端口与发射机连接，所有连接端均连接到天线模块，控制端连接在公共端和一个连接端之间，控制端用于控制第一射频开关的公共端在同时刻下与且仅与其中一个连接端连通；接收模块包括接收机和第二射频开关，第二射频开关的结构与第一射频开关相同，第二射频开关的所有连接端均连接到天线模块，第二射频开关的公共端作为第二射频开关的输出端口与接收机连接，第二射频开关的控制端用于控制第二射频开关的公共端在同时刻下与且仅与其中一个连接端连通；发射机依次通过第一射频开关、天线模块、第二射频开关与接收机连通并形成一组信号通道，两个射频开关的连接端的不同组合连接形式形成了从发射机到接收机的多组不同的信号通道；数据处理控制模块包括控制单元，控制单元分别发射机和接收机相连，用于设定发射机和接收机的工作模式以及设定发射机的电磁波发射频率；控制单元还分别与两个射频开关的控制端连接，用于控制信号通道的选通。

2.根据权利要求1所述的一种时分复用的雷达传感系统，其特征在于：任意一组信号通道的信号传输过程为：控制单元控制发射机发出电磁波信号并通过天线模块发射到待测对象，接收机通过天线模块接收经待测对象反射后的回波信号，接收机将回波信号发送到控制单元进行采样处理；控制单元预设选通的信号通道的组数以及选通次序，将所有组信号通道依次选通并采样一次的时段定义为一拍，一拍对应时长的倒数为拍频；将一组信号通道选通并采样所占据的一拍中的时段定义为一隙，一隙对应时长的倒数为隙频；将隙频作为系统的总采样频率，控制单元按照总采样频率依次对接收机接收到的回波信号进行周期采样得到各个采样点下的采样信号，控制单元将采样信号进行数据处理得到在各个信号通道在同一时刻下的采样信号；通过在不同时隙中切换不同的信号通道构成时分复用的多发射和/或多接收系统。

3.根据权利要求1所述的一种时分复用的雷达传感系统，其特征在于：

所述的天线模块采用单工天线形式，单工天线形式主要由发射天线阵列和接收天线阵列组成，第一射频开关的每个连接端与发射天线阵列中各自的发射天线连接，第二射频开关的每个连接端与接收天线阵列中各自的接收天线连接。电磁波信号通过发射天线阵列发射到待测对象，接收机通过接收天线阵列接收经待测对象反射后的反射信号。

4.根据权利要求1所述的一种时分复用的雷达传感系统，其特征在于：

所述的天线模块采用全双工天线形式，全双工天线形式主要由全双工天线和环形器构成，环形器包括三个端口，其中两个端口分别与第一射频开关的连接端和第二射频开关的连接端相连，另外一个端口与全双工天线相连。电磁波信号通过全双工天线发射到待测对象，接收机再通过全双工天线接收经待测对象反射后的反射信号。

5.根据权利要求1所述的一种时分复用的雷达传感系统，其特征在于：数据处理控制模块还包括时钟单元，时钟单元分别与发射机和接收机连接，时钟单元分别向发射机和接收机发送同相等频的射频参考信号，时钟单元对各组信号通道进行定时采样并按照信号通道的选通次序进行定时切换。

6.根据权利要求1所述的一种时分复用的雷达传感系统，其特征在于：所述的控制单元将采样信号进行数据处理具体包括以下步骤：

步骤1：在总采样频率满足奈奎斯特采样定理或带通采样定理的条件下，设定系统的延时阈值；若顺序采样的相邻两个信号通道之间产生的延时小于延时阈值，将控制单元采集的各个信号通道对应的采样点作为同时刻下的各个信号通道的采样信号，并结束数据处理；若顺序采样的相邻两个信号通道之间产生的延时大于延时阈值，进行步骤2；

步骤2：采用插值对齐的方法进行数据对齐：若一拍包括N组信号通道，在各个信号通道的每相邻两个采样点之间采用线性插值的方法等间隔地插入N-1个插值点，使得一拍中的任意一个采样点，其他所有通道在同时刻下均具有与之对应的插值点，然后等间隔提取同时刻下各个通道对应的采样点或插值点作为同时刻下的各个信号通道的采样信号。

7.根据权利要求6所述的一种时分复用的雷达传感系统，其特征在于：步骤2所述的插值对齐的方法还包括低通插值或三次样条插值。