[发明专利]一种时分复用的雷达传感系统

说明书

本发明公开了一种时分复用的雷达传感系统。第一射频开关的公共端与发射机连接，连接端均连接到天线模块，控制端控制第一射频开关的公共端在同时刻下与且仅与一个连接端连通；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，第二射频开关的连接端均连接到天线模块，第二射频开关的公共端与接收机连接，控制端控制第二射频开关的公共端在同时刻下与且仅与一个连接端连通；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。本发明在实现多输入/输出系统的同时，降低系统成本和冗余度。

技术领域

本发明一种时分复用连续波雷达传感器系统，以连续波或脉冲形式的射频电磁波为媒介，涉及了雷达理论，涉及了射频电路设计和信号处理算法。

背景技术

雷达曾作为军用战略设备被广泛应用。而雷达传感器的发展使得雷达技术更趋向于小型化和民用化。而电磁波的多普勒频移对于不同制式的雷达广泛使用，其定量计算形式简单，是雷达感知运动目标的主要物理量。

近年来，雷达组阵技术也在各个层面的研究中卓有进展，其需求源自于对感知目标描述更加细节的要求，多部雷达可以获取到更多的信息，如南非射电望远镜组“平方公里阵列”；而合成孔径雷达则是利用单部雷达在空间扫描并进行相干处理，等效获得多部雷达的观测孔径。而对于雷达传感器，该技术的引入也大有裨益，有助于对复杂运动模式以及复合运动模型的感知，识别，成像。

常见的雷达传感器组阵，或者雷达传感网络，需要多部完整的收发组件，除了共用同步时钟系统，每个收发天线均需要配置相应的接收机和发射机，一方面增加了系统的重复性和冗余度，另一方面也增加了组网或组阵成本。

发明内容

为了解决背景中提出的问题，本发明提出了一种时分复用的雷达传感系统。

本发明所采用的技术方案是：

本发明包括发射模块、接收模块、天线模块和数据处理控制模块，接收天线、发射天线以及双工天线可以在能接收到散射回波的条件下允许任意放置。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、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，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；

本发明还可以仅在发射通路或接收通路连接射频开关，达到单收多发或多收单发的时分复用的功能。

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等参数；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。

所述的工作模式包括连续波模式、脉冲模式或连续波/脉冲混合工作模式。在切换信号通道的过程中不干扰本振信号，因此不影响相位的连续性。

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。