[发明专利]基于DDS的超宽带雷达数据采集方法及系统

说明书

本发明是有关于一种基于DDS的超宽带雷达数据采集方法及系统。该方法包括：主控模块对方波时钟信号进行升频或者降频，再将升频或者降频后的时钟信号输出至直接数字频率合成器；直接数字频率合成器生成具有设定频率的发射触发信号及接收触发信号；发射机产生高斯脉冲信号，将高斯脉冲信号通过发射天线辐射出去；接收天线接收超宽带雷达回波信号，并将其送入取样头；取样头进行取样保持、模数转换及采样。本发明提供的基于DDS的超宽带雷达数据采集方法及系统可实现高稳定度、大时窗、低功耗、高效率的超宽带雷达信号的等效采样，重构完整的雷达回波信号，同时显著降低成本，在超宽带雷达领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及超宽带雷达技术领域，特别是涉及一种基于DDS的超宽带雷达数据采集方法及系统。

背景技术

超宽带雷达具有高带宽、低功耗，强穿透力、高分辨率等特点，在工程地质勘察、生命探测、地下病害探测、考古探测等领域具有广泛的应用，它通过发射电磁波并接收包含目标信息的回波信号，实现对目标体的高分辨率连续探测。由于超宽带雷达发射的电磁波信号为高带宽的脉冲信号，其脉冲信号的宽度一般为纳秒级甚至皮秒级，在对雷达回波信号进行时域采样时需要非常高的采样率，为保证雷达回波信号里的目标信息不丢失，一般采样频率要求到达其中心频率的10倍及其以上，这就导致超宽雷达的数据采集系统的采样频率可达几个Gsps，对于中高频超宽带雷达，其采样频率甚至达到几十到上百Gsps。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于DDS的超宽带雷达数据采集方法及系统，可实现高稳定度、大时窗、低功耗、高效率的超宽带雷达信号的等效采样，重构完整的雷达回波信号，同时显著降低成本，在超宽带雷达领域具有良好的应用前景。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于DDS的超宽带雷达数据采集方法，所述方法包括：高稳时钟模块产生方波时钟信号，并将方波时钟信号输出至主控模块；主控模块对方波时钟信号进行升频或者降频，再将升频或者降频后的时钟信号输出至直接数字频率合成器；直接数字频率合成器生成具有设定频率的发射触发信号，将发射触发信号输出至发射机；发射机产生高斯脉冲信号，将高斯脉冲信号通过发射天线辐射出去；直接数字频率合成器生成具有设定频率的接收触发信号，将接收触发信号输出至取样头；接收天线接收超宽带雷达回波信号，并将其送入取样头；取样头在每个接收触发信号到来时将接收天线接收回来的超宽带雷达回波信号进行取样保持，展宽超宽带雷达回波信号，然后送入数据采集模块进行模数转换；主控模块以设定的采样频率对完成模数转换的超宽带雷达回波信号进行采样，采样频率等于发射触发信号与接收触发信号之间步进延时量的倒数；主控模块将采样数据打包后通过通信模块将其送入上位机进行存储、显示以及后期处理。

在一些实施方式中，主控模块包括：FPGA。

在一些实施方式中，高稳时钟模块采用温补晶振作为时钟源产生高稳定度时钟信号。

在一些实施方式中，通信模块包含有线通信(LAN)与无线通信(WLAN)两种工作模式。

在一些实施方式中，直接数字频率合成器及分频器组成发射触发模块，直接数字频率合成器及分频器组成接收触发模块。