專(zhuān)利名稱(chēng)：低距離旁瓣的調(diào)頻中斷連續(xù)波雷達(dá)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及調(diào)頻中斷連續(xù)波雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種低距離旁瓣的調(diào)頻中斷連續(xù)波雷達(dá)。
背景技術(shù)：
調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)雷達(dá)具有截獲概率低、距離分辨力高、發(fā)射機(jī)功率低、接收機(jī)靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單以及成本低的優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛的應(yīng)用。然而，F(xiàn)MCW雷達(dá)存在發(fā)射信號(hào)功率的泄漏問(wèn)題。泄漏的功率使得雷達(dá)接收機(jī)的靈敏度下降，接收機(jī)飽和，甚至將接收機(jī)燒毀。為此，泄漏問(wèn)題嚴(yán)重限制了 FMCW雷達(dá)在實(shí)際工程中的應(yīng)用。解決FMCW雷達(dá)收發(fā)信號(hào)的隔 離問(wèn)題的有效方法之一是采用時(shí)間分割的方法，即在FMCW雷達(dá)收發(fā)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，引入脈 沖雷達(dá)收發(fā)異步的工作方式，使得接收機(jī)和發(fā)射機(jī)交替工作，這種工作波形被稱(chēng)為調(diào)頻中斷連續(xù)波(FMICW)。然而，F(xiàn)MICW雷達(dá)在獲得良好收發(fā)隔離度的同時(shí)，其回波信號(hào)的不連續(xù)性會(huì)引起雷達(dá)的距離旁瓣過(guò)高。在實(shí)際的工程應(yīng)用中，過(guò)高的回波距離旁瓣，會(huì)使得弱目標(biāo)的回波信號(hào)被強(qiáng)目標(biāo)的回波信號(hào)的距離旁瓣淹沒(méi)，造成弱目標(biāo)的漏檢，從而降低了雷達(dá)的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種低距離旁瓣的FMICW雷達(dá)。其目的是提高FMICW雷達(dá)回波信號(hào)距離譜主瓣和旁瓣的幅度比，從而提高FMICW雷達(dá)對(duì)弱目標(biāo)的檢測(cè)能力，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題。為解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
低距離旁瓣的調(diào)頻中斷連續(xù)波雷達(dá)，包括
發(fā)射部分產(chǎn)生FMCW信號(hào)，并將一路輸出信號(hào)作為本振信號(hào)，另一路輸出信號(hào)經(jīng)器件分為兩路發(fā)射時(shí)隙交替的FMICW信號(hào)作為發(fā)射信號(hào)，經(jīng)兩副極化正交的極化天線完成極化正交的FMICW信號(hào)的發(fā)射；
接收部分交替接收兩路極化相互正交的回波信號(hào)，將本振信號(hào)和回波信號(hào)混頻，將接收的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為中頻信號(hào)，并將中頻信號(hào)進(jìn)行濾波、放大后輸入ADC，ADC將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并將數(shù)字信號(hào)輸出給數(shù)字信號(hào)處理器；
信號(hào)處理和顯示部分將接收到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，再經(jīng)顯示部分顯示輸出；
上述的發(fā)射部分包括掃頻驅(qū)動(dòng)器10、射頻VCO I和定向耦合器2，其中，上述的掃頻驅(qū)動(dòng)器10激勵(lì)上述的射頻VCO I產(chǎn)生FMCW信號(hào)，而射頻VCO I將產(chǎn)生的FMCW信號(hào)輸入定向耦合器2，上述的定向耦合器2將一路輸出信號(hào)直接或間接輸入混頻器，作為本振信號(hào)；同時(shí)，上述的定向耦合器2將另一路信號(hào)輸出，輸出的信號(hào)經(jīng)器件分成兩路發(fā)射信號(hào)，每一路發(fā)射信號(hào)均經(jīng)過(guò)至少一路射頻開(kāi)關(guān)器件A、一路環(huán)形器和一副極化天線，上述的射頻開(kāi)關(guān)器件A將FMCW信號(hào)截?cái)啵a(chǎn)生的FMICW信號(hào)分別輸入與射頻開(kāi)關(guān)器件連接的環(huán)形器，利用環(huán)形器的環(huán)行特性，將FMICW信號(hào)輸入與環(huán)形器連接的極化天線，從而完成極化正交的FMICW信號(hào)的發(fā)射；上述的發(fā)射部分還包括射頻開(kāi)關(guān)控制器11，在射頻開(kāi)關(guān)控制器11的控制下，上述兩路發(fā)射信號(hào)分別經(jīng)過(guò)的兩路射頻開(kāi)關(guān)器件，在同一時(shí)隙內(nèi)只有一路處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而使得在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)只發(fā)射一種極化形式的FMICW信號(hào)；
上述的接收部分包括同樣是作為發(fā)射部分的兩副極化天線、兩路環(huán)形器以及射頻開(kāi)關(guān)控制器11，還包括單獨(dú)設(shè)立的與兩副極化天線分別連接的射頻開(kāi)關(guān)器件B、與射頻開(kāi)關(guān)器件B連接的合成器14、混頻器15、濾波器、放大器和ADC ；
上述的兩副極化天線交替接收回波信號(hào)，并分別經(jīng)兩路環(huán)形器輸入到接收部分的兩路射頻開(kāi)關(guān)器件B，上述的射頻開(kāi)關(guān)控制器11同時(shí)控制發(fā)射部分的兩路射頻開(kāi)關(guān)器件A和接收部分的兩路射頻開(kāi)關(guān)器件B，使得在一個(gè)發(fā)射時(shí)隙內(nèi)，只接收與正在發(fā)射的FMICW信號(hào)極化形式正交的FMICW極化信號(hào)的回波信號(hào)；上述的兩種極化形式的回波信號(hào)經(jīng)合成器14進(jìn)行相加合成后，輸入混頻器15，再由混頻器15將由定向耦合器2輸入的本振信號(hào)和回波 信號(hào)進(jìn)行混頻，將接收的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為中頻信號(hào)，并將中頻信號(hào)輸入濾波器、放大器，濾波器、放大器將信號(hào)濾波、放大后輸入ADC, ADC將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。上述的射頻開(kāi)關(guān)控制器11在工作的過(guò)程中同時(shí)控制發(fā)射部分的射頻開(kāi)關(guān)器件A和接收部分的射頻開(kāi)關(guān)器件B，使得在一個(gè)工作時(shí)隙中只發(fā)射一種極化形式的FMICW信號(hào)，與此同時(shí)，只接收與正在發(fā)射的FMICW信號(hào)的極化形式正交的FMICW極化信號(hào)的回波信號(hào)(如圖2所示)。更進(jìn)一步的是
上述的發(fā)射部分具體包括掃頻驅(qū)動(dòng)器10、射頻VCO I、定向耦合器2、功分器A 3、射頻開(kāi)關(guān)一 4、射頻開(kāi)關(guān)二 7、射頻開(kāi)關(guān)控制器11、環(huán)形器一 5、環(huán)形器二 8和極化正交的兩副天線；其中，上述的掃頻驅(qū)動(dòng)器10激勵(lì)上述的射頻VCO I產(chǎn)生FMCW信號(hào)，而射頻VCO I將產(chǎn)生的FMCW信號(hào)輸入定向I禹合器2,上述的定向f禹合器2將一路輸出信號(hào)直接輸入混頻器或經(jīng)功分器B均分后輸入混頻器，作為本振信號(hào)；同時(shí)，上述的定向耦合器2將另一路輸出信號(hào)作為發(fā)射信號(hào)，該發(fā)射信號(hào)經(jīng)功分器A 3后平均分為兩路到兩個(gè)射頻開(kāi)關(guān)器件A，即射頻開(kāi)關(guān)一 4和射頻開(kāi)關(guān)_. 7,在射頻開(kāi)關(guān)控制器11的控制下，射頻開(kāi)關(guān)一 4和射頻開(kāi)關(guān)_. 7在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)只有一路處于導(dǎo)通狀態(tài)，使得在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)只發(fā)射一種極化形式的FMICW信號(hào)，射頻開(kāi)關(guān)一 4和射頻開(kāi)關(guān)二 7將FMCW信號(hào)截?cái)啵a(chǎn)生的FMICW信號(hào)分別輸入與射頻開(kāi)關(guān)一 4和射頻開(kāi)關(guān)二 7連接的環(huán)形器一 5和環(huán)形器二 8，利用環(huán)形器一 5和環(huán)形器二 8的環(huán)行特性，將FMICW信號(hào)輸入與環(huán)形器一 5和環(huán)形器二 8分別連接的A極化天線6和B極化天線9，完成極化正交的FMICW信號(hào)的發(fā)射。上述的接收部分具體包括同樣作為發(fā)射部分的A極化天線6、B極化天線9以及射頻開(kāi)關(guān)控制器11、環(huán)形器一 5和環(huán)形器二 8，還包括兩路射頻開(kāi)關(guān)器件B，即單獨(dú)設(shè)置的射頻開(kāi)關(guān)三12和射頻開(kāi)關(guān)四13、合成器14、混頻器15、濾波器/放大器和ADC ;其中，在上述任一種極化形式的FMICW信號(hào)發(fā)射的同時(shí)，A極化天線6和B極化天線9接收回波信號(hào)，并分別經(jīng)環(huán)形器一 5和環(huán)形器二 8輸入到接收部分的射頻開(kāi)關(guān)三12和射頻開(kāi)關(guān)四13，上述的射頻開(kāi)關(guān)控制器11在控制射頻開(kāi)關(guān)一 4和射頻開(kāi)關(guān)_. 7的同時(shí),也控制射頻開(kāi)關(guān)二 12和射頻開(kāi)關(guān)四13，使得在同一時(shí)隙內(nèi)，只能接收與正在發(fā)射的FMICW信號(hào)極化形式正交的FMICW極化信號(hào)的回波信號(hào)；上述的兩種極化形式的回波信號(hào)經(jīng)合成器14相加合成后，輸入混頻器15，再由混頻器15將由定向耦合器2輸入的本振信號(hào)和回波信號(hào)進(jìn)行混頻，將接收的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為中頻信號(hào)，并將中頻信號(hào)輸入濾波器/放大器，濾波器/放大器將信號(hào)濾波、放大后輸入ADC，ADC將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并將轉(zhuǎn)化的數(shù)字信號(hào)輸入到數(shù)字信號(hào)處理器。上述的接收部分具體包括同樣作為發(fā)射部分的A極化天線6和B極化天線9、環(huán)形器一 5和環(huán)形器二 8以及射頻開(kāi)關(guān)控制器11，還包括兩路射頻器件B，即單獨(dú)設(shè)置的射頻開(kāi)關(guān)三12、射頻開(kāi)關(guān)四13、、混頻器A、混頻器B、濾波器/放大器A、濾波器/放大器B和ADCA和ADC B ;其中，在上述的任一種極化形式的FMICW信號(hào)的發(fā)射的同時(shí)，A極化天線6和B極化天線9接收回波信號(hào)，并分別經(jīng)環(huán)形器一 5和環(huán)形器二 8輸 入到接收端的射頻開(kāi)關(guān)三12和射頻開(kāi)關(guān)四13，上述的射頻開(kāi)關(guān)控制器11在控制射頻開(kāi)關(guān)一 4和射頻開(kāi)關(guān)二 7的同時(shí)，控制射頻開(kāi)關(guān)三12和射頻開(kāi)關(guān)四13，使得在同一時(shí)隙內(nèi)，只能接收與正在發(fā)射的FMICW信號(hào)極化形式正交的FMICW信號(hào)的回波信號(hào)(如圖2所示)；上述的回波信號(hào)經(jīng)射頻開(kāi)關(guān)三12后，輸入混頻器A，混頻器A將由功分器B輸入的本振信號(hào)一和回波信號(hào)進(jìn)行混頻，將接收的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為中頻信號(hào)，并將中頻信號(hào)輸入濾波器/放大器A，濾波器/放大器A將信號(hào)濾波、放大后輸入ADC A, ADC A將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并將轉(zhuǎn)化的數(shù)字信號(hào)輸入數(shù)字信號(hào)處理器；在相鄰的下一個(gè)時(shí)隙，與前一個(gè)時(shí)隙的回波信號(hào)極化形式正交的回波信號(hào)經(jīng)射頻開(kāi)關(guān)四13后，輸入混頻器B，混頻器B將由功分器B輸入的本振信號(hào)二和該回波信號(hào)進(jìn)行混頻，將接收的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為中頻信號(hào)，并將中頻信號(hào)輸入濾波器/放大器B,濾波器/放大器B將信號(hào)濾波、放大后輸入ADC B, ADC B將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并將轉(zhuǎn)化的數(shù)字信號(hào)輸入數(shù)字信號(hào)處理器。上述的射頻開(kāi)關(guān)控制器11在控制發(fā)射部分的射頻開(kāi)關(guān)一 4和射頻開(kāi)關(guān)二 7的同時(shí)，控制接收部分的射頻開(kāi)關(guān)三12和射頻開(kāi)關(guān)四13，且射頻開(kāi)關(guān)控制器11對(duì)發(fā)射部分射頻開(kāi)關(guān)一 4和射頻開(kāi)關(guān)二 7的控制信號(hào)和對(duì)接收部分射頻開(kāi)關(guān)三12和射頻開(kāi)關(guān)四13的控制信號(hào)相反，從而使得當(dāng)射頻開(kāi)關(guān)一 4導(dǎo)通時(shí)，射頻開(kāi)關(guān)二 7斷開(kāi)，射頻開(kāi)關(guān)三12斷開(kāi)，射頻開(kāi)關(guān)四13導(dǎo)通；當(dāng)射頻開(kāi)關(guān)二 7導(dǎo)通時(shí)，射頻開(kāi)關(guān)一 4斷開(kāi)，射頻開(kāi)關(guān)三12導(dǎo)通，射頻開(kāi)關(guān)四13斷開(kāi)。上述的發(fā)射部分具體包括掃頻驅(qū)動(dòng)器10、射頻VCO I、定向耦合器2、單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A、射頻開(kāi)關(guān)控制器11、環(huán)形器一 5、環(huán)形器二 8和極化正交的兩副天線；其中，上述的掃頻驅(qū)動(dòng)器10激勵(lì)上述的射頻VCO I產(chǎn)生FMCW信號(hào)，而射頻VCO I將產(chǎn)生的FMCW信號(hào)輸入定向I禹合器2，上述的定向I禹合器2將一路輸出信號(hào)直接輸入混頻器15,作為本振信號(hào)；同時(shí)，上述的定向耦合器2將另一路輸出信號(hào)作為發(fā)射信號(hào)，該發(fā)射信號(hào)輸入單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A，在射頻開(kāi)關(guān)控制器11的控制下，單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A的輸出端3-1和輸出端3-2,在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)只有一個(gè)與輸入端導(dǎo)通,使得在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)只發(fā)射一種極化形式的FMICW信號(hào)，單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A的兩個(gè)輸出端3-1和3_2分別和環(huán)形器一 5、環(huán)形器二8連接，環(huán)形器一 5、環(huán)形器二 8再分別與A極化天線6和B極化天線9連接，完成極化正交的FMICW信號(hào)的發(fā)射。上述的接收部分具體包括同樣作為發(fā)射部分的A極化天線6和B極化天線9、環(huán)形器一 5和環(huán)形器二 8以及射頻開(kāi)關(guān)控制器11，還包括單獨(dú)設(shè)置的單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)10A、合成器14、混頻器15、濾波器/放大器和ADC ;其中，在上述的任一種極化形式的FMICW信號(hào)的發(fā)射的同時(shí)，A極化天線6和B極化天線二 9接收回波信號(hào)，并分別經(jīng)環(huán)形器一 5和環(huán)形器二 8輸入到接收部分的單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)IOA的輸入端10-1和輸入端10-2 ;射頻開(kāi)關(guān)控制器11在控制發(fā)射部分的單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A的同時(shí)，也控制接收部分的單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)10A，在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)，單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)IOA的兩個(gè)輸入端只有一個(gè)和輸出端導(dǎo)通，使得在同一個(gè)時(shí)隙內(nèi)，只接收與正在發(fā)射的FMICW信號(hào)的極化形式正交的FMICW信號(hào)，上述的回波信號(hào)經(jīng)合成器14合成后，輸入混頻器15，再由混頻器15將由定向耦合器2來(lái)的本振信號(hào)和回波信號(hào)進(jìn)行混頻，將接收的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為中頻信號(hào)，并將中頻信號(hào)輸入濾波器/放大器，濾波器/放大器將信號(hào)濾波、放大后輸入ADC, ADC將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并將轉(zhuǎn)化的數(shù)字信號(hào)輸入數(shù)字信號(hào)處理器。上述的射頻開(kāi)關(guān)控制器11同時(shí)控制單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A和單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)10A。在射頻開(kāi)關(guān)控制器11的控制下，在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)，當(dāng)單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A的輸出端3-1與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A的輸入端導(dǎo)通時(shí)，輸出端3-2與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A 的輸入端斷開(kāi)，同時(shí)輸入端10-1與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)IOA的輸出端斷開(kāi),輸入端10-2與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)IOA的輸出端導(dǎo)通；當(dāng)單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A的輸出端3-2與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A的輸入端導(dǎo)通時(shí)，輸出端3-1與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A的輸入端斷開(kāi)，同時(shí)輸入端10-1與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)IOA的輸出端導(dǎo)通，輸入端10-2與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)IOA的輸出端斷開(kāi)。上述的A極化天線6和B極化天線9分別是垂直極化天線和水平極化天線，或者分別是左旋圓極化天線和右旋圓極化天線。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)低距離旁瓣。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)低距離旁瓣的關(guān)鍵在于交替發(fā)射和接收極化正交的FMICW信號(hào)。在射頻開(kāi)關(guān)控制器、收發(fā)端的射頻開(kāi)關(guān)以及極化正交的兩副天線的配合下，在同一時(shí)隙內(nèi)，發(fā)射機(jī)發(fā)射一種極化信號(hào)時(shí)，接收機(jī)接收另一種與發(fā)射信號(hào)極化正交的信號(hào)，即交替發(fā)射，交替接收，利用信號(hào)的極化正交性來(lái)保證系統(tǒng)的收發(fā)隔離度。這樣，合成后的回波信號(hào)的采樣數(shù)目提高了一倍，最小采樣間隔減少了一倍，從而有效地降低了處理后的距離譜的旁瓣，提高了系統(tǒng)同時(shí)檢測(cè)強(qiáng)弱目標(biāo)的能力。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)中FMICW雷達(dá)的結(jié)構(gòu)框 圖2是本發(fā)明的工作過(guò)程說(shuō)明 圖3是本發(fā)明對(duì)應(yīng)的FMICW雷達(dá)的原理結(jié)構(gòu)框 圖4是本發(fā)明對(duì)應(yīng)的FMICW雷達(dá)實(shí)施例I的結(jié)構(gòu)框 圖5是本發(fā)明對(duì)應(yīng)的FMICW雷達(dá)實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)框 圖6是圖I裝置采用偽隨機(jī)碼控制時(shí)回波信號(hào)距離譜；
圖7是圖3裝置采用偽隨機(jī)碼控制時(shí)回波信號(hào)距離譜。
具體實(shí)施例方式為了更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案及帶來(lái)的技術(shù)效果，先再敘述一下本發(fā)明是在什么樣的技術(shù)背景之下進(jìn)行的改革和變換。參照?qǐng)D1，是一種現(xiàn)有的FMICW雷達(dá)裝置，掃頻驅(qū)動(dòng)器的輸出信號(hào)輸入射頻VCO，射頻VCO的輸出信號(hào)輸入到定向I禹合器,定向I禹合器將一路FMCW信號(hào)輸入混頻器,一路FMCff信號(hào)輸入射頻開(kāi)關(guān)器件A，射頻開(kāi)關(guān)器件A在射頻開(kāi)關(guān)控制器的一路輸出信號(hào)控制下，將FMCW信號(hào)截?cái)?，產(chǎn)生FMICW信號(hào)。發(fā)射時(shí)，F(xiàn)MICW信號(hào)經(jīng)環(huán)形器后由天線輻射到空間中；接收時(shí)，接收信號(hào)由天線輸入環(huán)形器，環(huán)形器的輸出信號(hào)輸入射頻開(kāi)關(guān)器件B，射頻開(kāi) 關(guān)器件B在射頻開(kāi)關(guān)控制器的另一路輸出信號(hào)的控制下，將其輸出信號(hào)輸入到混頻器，混頻器將輸出信號(hào)輸入濾波器/放大器，濾波器/放大器將輸出信號(hào)輸入ADC, ADC將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，ADC的輸出信號(hào)輸入數(shù)字信號(hào)處理器，數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行FFT運(yùn)算，檢測(cè)目標(biāo)信息，數(shù)字信號(hào)處理器將檢測(cè)的目標(biāo)信息輸入顯示器，進(jìn)行顯示輸出。這種裝置中，射頻開(kāi)關(guān)器件A、射頻開(kāi)關(guān)器件B在射頻開(kāi)關(guān)控制器的控制下交替通斷，即一個(gè)時(shí)隙內(nèi)不能同時(shí)處于同一種通斷狀態(tài)。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理作進(jìn)一步闡述。本發(fā)明是一種低距離旁瓣的調(diào)頻中斷連續(xù)波雷達(dá)，如圖3所示，包括
發(fā)射部分產(chǎn)生FMCW信號(hào)，并將一路輸出信號(hào)作為本振信號(hào)，另一路輸出信號(hào)經(jīng)器件分為兩路發(fā)射時(shí)隙交替的FMICW信號(hào)作為發(fā)射信號(hào)，經(jīng)兩副極化正交的極化天線完成極化正交的FMICW信號(hào)的發(fā)射；
接收部分交替接收兩路極化相互正交的回波信號(hào)，將本振信號(hào)和回波信號(hào)混頻，將接收的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為中頻信號(hào)，并將中頻信號(hào)進(jìn)行濾波、放大后輸入ADC，ADC將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并將數(shù)字信號(hào)輸出給數(shù)字信號(hào)處理器；
信號(hào)處理和顯示部分將接收到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，再經(jīng)顯示部分顯示輸出；
上述的發(fā)射部分包括掃頻驅(qū)動(dòng)器10、射頻VCO I和定向耦合器2，其中，上述的掃頻驅(qū)動(dòng)器10激勵(lì)上述的射頻VCO I產(chǎn)生FMCW信號(hào)，而射頻VCO I將產(chǎn)生的FMCW信號(hào)輸入定向耦合器2，上述的定向耦合器2將一路輸出信號(hào)直接或間接輸入混頻器，作為本振信號(hào)；同時(shí)，上述的定向耦合器2將另一路輸出信號(hào)輸出，輸出的信號(hào)經(jīng)器件分成兩路發(fā)射信號(hào)，每一路發(fā)射信號(hào)均經(jīng)過(guò)至少一路射頻開(kāi)關(guān)器件A、一路環(huán)形器和一副極化天線，上述的射頻開(kāi)關(guān)器件A將FMCW信號(hào)截?cái)?，產(chǎn)生的FMICW信號(hào)輸入分別與射頻開(kāi)關(guān)器件連接的環(huán)形器，利用環(huán)形器的環(huán)行特性，將FMICW信號(hào)輸入與環(huán)形器連接的極化天線，從而完成極化正交的FMICW信號(hào)的發(fā)射；上述的發(fā)射部分還包括射頻開(kāi)關(guān)控制器11，在射頻開(kāi)關(guān)控制器11的控制下，上述兩路發(fā)射信號(hào)分別經(jīng)過(guò)的兩路射頻開(kāi)關(guān)器件，在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)只有一路處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而使得在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)只發(fā)射一種極化形式的FMICW信號(hào)；
上述的接收部分包括同樣是作為發(fā)射部分中的兩副極化天線、兩路環(huán)形器以及射頻開(kāi)關(guān)控制器11，還包括單獨(dú)設(shè)立的與兩副極化天線分別連接的射頻開(kāi)關(guān)器件B、與射頻開(kāi)關(guān)器件B連接的合成器14、混頻器15、濾波器、放大器和ADC ；
上述的兩副極化天線交替接收回波信號(hào)，并分別經(jīng)兩路環(huán)形器輸入到接收部分的兩路射頻開(kāi)關(guān)器件B，上述的射頻開(kāi)關(guān)控制器11同時(shí)控制發(fā)射部分的兩路射頻開(kāi)關(guān)器件A和接收部分的兩路射頻開(kāi)關(guān)器件B，使得在一個(gè)發(fā)射時(shí)隙內(nèi)，只接收與正在發(fā)射的FMICW信號(hào)極化形式正交的FMICW極化信號(hào)的回波信號(hào)；上述的兩種極化形式的回波信號(hào)經(jīng)合成器14合成后，輸入混頻器15，再由混頻器15將由定向耦合器2來(lái)的本振信號(hào)和回波信號(hào)進(jìn)行混頻，將接收的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為中頻信號(hào)，并將中頻信號(hào)輸入濾波器、放大器，濾波器、放大器將信號(hào)濾波、放大后輸入ADC，ADC將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。如圖2所示，上述的射頻開(kāi)關(guān)控制器11在工作的過(guò)程中同時(shí)控制發(fā)射部分的射頻開(kāi)關(guān)器件A和接收部分的射頻開(kāi)關(guān)器件B，使得在一個(gè)時(shí)隙中只發(fā)射一種極化形式的FMICW信號(hào)，與此同時(shí)只接收與正在發(fā)射的FMICW信號(hào)的極化形式正交的FMICW極化信號(hào)的回波信號(hào)。在圖2中，A和B表不兩種相互正交的極化形式。
實(shí)施例I
圖4是本發(fā)明的一種實(shí)現(xiàn)方式。在該實(shí)現(xiàn)方式中，掃頻驅(qū)動(dòng)器10的輸出信號(hào)輸入射頻 VCO I,射頻VCO I的輸出信號(hào)輸入定向I禹合器2,定向f禹合器2的一路輸出信號(hào)輸入混頻器15,—路輸出信號(hào)輸入單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A。在射頻開(kāi)關(guān)控制器11的控制下，在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)，當(dāng)輸出端3-1與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A的輸入端導(dǎo)通時(shí)，輸出端3-2與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A的輸入端斷開(kāi),輸出端3-1的輸出信號(hào)輸入環(huán)形器一 5,環(huán)形器一 5的輸出信號(hào)輸入A極化天線6 (在此實(shí)施例中是垂直極化天線)，完成垂直極化的FMICW信號(hào)的發(fā)射；與此同時(shí)，B極化天線9 (在此實(shí)施例中是水平極化天線)接收水平極化的回波信號(hào)，B極化天線9的輸出信號(hào)輸入環(huán)形器二 8，環(huán)形器二 8的輸出信號(hào)輸入單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)IOA的輸入端10-2，在射頻開(kāi)關(guān)控制器11的控制下，此時(shí)只有輸入端10-2與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)IOA的輸出端導(dǎo)通,單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)IOA的輸出信號(hào)輸入混頻器15。在相鄰的下一個(gè)時(shí)隙內(nèi)，在射頻開(kāi)關(guān)控制器11的控制下，輸出端3-2與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A的輸入端導(dǎo)通，輸出端3-1與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A的輸入端斷開(kāi),輸出端3-2的輸出信號(hào)輸入環(huán)形器二 8，環(huán)形器二 8的輸出信號(hào)輸入B極化天線9，完成水平極化的FMICW信號(hào)的發(fā)射；與此同時(shí)，A極化天線6接收垂直極化的回波信號(hào)，A極化天線6的輸出信號(hào)輸入環(huán)形器一 5，環(huán)形器一 5的輸出信號(hào)輸入單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)IOA的輸入端10-1,在射頻開(kāi)關(guān)控制器11的控制下，此時(shí)只有輸入端10-1與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)IOA的輸出端導(dǎo)通。單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)IOA的輸出信號(hào)輸入混頻器15,混頻器15將輸出信號(hào)輸入濾波器/放大器16,濾波器/放大器16將信號(hào)濾波、放大后輸出到ADC 17進(jìn)行模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，ADC17輸出的數(shù)字信號(hào)輸入數(shù)字信號(hào)處理器18，對(duì)的信號(hào)進(jìn)行FFT運(yùn)算和目標(biāo)的檢測(cè)處理后，將輸出信號(hào)輸入顯不器19。射頻開(kāi)關(guān)控制器11對(duì)發(fā)射部分的單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A的控制信號(hào)和對(duì)接收部分的單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)IOA的控制信號(hào)相反，從而使得當(dāng)單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A的輸出端3-1與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A的輸入端導(dǎo)通時(shí)，輸出端3-2與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A的輸入端斷開(kāi)，同時(shí)輸入端10-1與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)IOA的輸出端斷開(kāi),輸入端10-2與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)IOA的輸出端導(dǎo)通；當(dāng)單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A的輸出端3-2與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A的輸入端導(dǎo)通時(shí)，輸出端3-1與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A的輸入端斷開(kāi)，同時(shí)輸入端10-1與單刀雙擲開(kāi)關(guān)IOA的輸出端導(dǎo)通，輸入端10-2與單刀雙擲開(kāi)關(guān)IOA的輸出端斷開(kāi)。圖6和圖7分別是圖I和圖4對(duì)應(yīng)的雷達(dá)在采用m序列(常用偽隨機(jī)碼的一種)作為射頻開(kāi)關(guān)控制器的控制信號(hào)時(shí)采用計(jì)算機(jī)仿真得到的距離譜。在生成圖6和圖7的過(guò)程中，采用的是線性調(diào)頻連續(xù)波，每個(gè)調(diào)頻周期內(nèi)包含ー個(gè)m序列的循環(huán)周期。碼元“ I ”對(duì)應(yīng)于發(fā)射水平極化的線性調(diào)頻中斷連續(xù)波，接收垂直極化的線性調(diào)頻中斷連續(xù)波的回波信號(hào)；碼元“ O”則與之相反。采用移位長(zhǎng)除法生成m序列，反饋系數(shù)為“I 10 0 10 1110 1 1”，移位寄存器初始狀態(tài)為“I 0 110 0 110 10 I”。雷達(dá)系統(tǒng)與目標(biāo)參數(shù)設(shè)定如下一個(gè)循環(huán)周期的m序列長(zhǎng)度F=柳5
，碼元寬度1=1@，調(diào)頻周期-Tc X N=4,D95ms,起始頻率ム=10GHz，掃頻帶寬
5=75MHz'目標(biāo)距雷達(dá)的距離i=;5km,目標(biāo)相對(duì)雷達(dá)的速度v=0m/s。對(duì)比圖5和圖6可知，兩種雷達(dá)裝置均能正確的識(shí)別目標(biāo)的位置，但是圖6中的距離旁瓣比圖5中的距離旁瓣低。
實(shí)施例2
圖5是本發(fā)明的另ー種實(shí)現(xiàn)方式。在該實(shí)現(xiàn)方式中，掃頻驅(qū)動(dòng)器10的輸出信號(hào)輸入射頻VCO 1，射頻VCO I的輸出信號(hào)輸入定向耦合器2，定向耦合器2的一路輸出信號(hào)輸入接收部分的功分器B ,—路輸入發(fā)射部分的功分器A 3。在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)，發(fā)射部分的功分器A3將FMCW的功率平均分配給單刀單擲型射頻開(kāi)關(guān)一 4和單刀單擲型射頻開(kāi)關(guān)ニ 7。在射頻開(kāi)關(guān)控制器11的控制下，在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)，當(dāng)射頻開(kāi)關(guān)一 4導(dǎo)通時(shí)，射頻開(kāi)關(guān)ニ 7斷開(kāi)，射頻開(kāi)關(guān)ー 4的輸出信號(hào)輸入環(huán)形器一 5,環(huán)形器一 5的輸出信號(hào)輸入A極化天線6 (在此實(shí)施例中是左旋極化天線)，完成左旋極化的FMICW信號(hào)的發(fā)射；與此同吋，B極化天線9 (在此實(shí)施例中是右旋極化天線)接收右旋極化的回波信號(hào)，B極化天線9的輸出信號(hào)輸入環(huán)形器ニ 8,環(huán)形器ニ 8的輸出輸入射頻開(kāi)關(guān)四13,射頻開(kāi)關(guān)三12和射頻開(kāi)關(guān)四13在射頻開(kāi)關(guān)控制器11的控制下，此時(shí)只有射頻開(kāi)關(guān)四13導(dǎo)通，射頻開(kāi)關(guān)四13的輸出信號(hào)輸入混頻器B
15-2，混頻器B 15-2將功分器B輸入的本振信號(hào)ニ和射頻開(kāi)關(guān)四13輸入的射頻信號(hào)進(jìn)行混頻，將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為中頻信號(hào)，輸入濾波器/放大器B 16-2，濾波器/放大器B 16-2對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波放大，并將輸出信號(hào)輸入ADC B 17-2, ADC B 17_2將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并輸入數(shù)字信號(hào)處理器18。在相鄰的下ー個(gè)時(shí)隙，在射頻開(kāi)關(guān)控制器11的控制下，射頻開(kāi)關(guān)ニ 7導(dǎo)通，射頻開(kāi)關(guān)一 4斷開(kāi)，射頻開(kāi)關(guān)ニ 7的輸出信號(hào)輸入環(huán)形器ニ 8，環(huán)形器ニ 8的輸出信號(hào)輸入B極化天線9，完成右旋極化的FMICW信號(hào)的發(fā)射；與此同吋，A極化天線6接收左旋極化的回波信號(hào)，A極化天線6的輸出信號(hào)出入環(huán)形器一 5，環(huán)形器一5的輸出信號(hào)輸入射頻開(kāi)關(guān)三12，射頻開(kāi)關(guān)三12和射頻開(kāi)關(guān)四13在射頻開(kāi)關(guān)控制器11的控制下，此時(shí)只有射頻開(kāi)關(guān)三12導(dǎo)通，射頻開(kāi)關(guān)三12的輸出信號(hào)輸入混頻器A 15-1，混頻器A 15-1將功分器B輸出的本振信號(hào)一和射頻開(kāi)關(guān)三12輸入的射頻信號(hào)進(jìn)行混頻，將 射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為中頻信號(hào)，并輸入濾波器/放大器A 16-1,濾波器/放大器A 16-1對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波放大，并將輸出信號(hào)輸入ADC A 17-1，ADC A 17_1將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并輸入數(shù)字信號(hào)處理器18，數(shù)字信號(hào)處理器18將輸入的不同時(shí)隙的信號(hào)進(jìn)行相カロ，并對(duì)相加之后的信號(hào)進(jìn)行FFT運(yùn)算和目標(biāo)的檢測(cè)處理后，將輸出信號(hào)輸入顯示器19。射頻開(kāi)關(guān)控制器11對(duì)發(fā)射部分的射頻開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)和對(duì)接收部分的射頻開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)相反，從而使得當(dāng)射頻開(kāi)關(guān)一 4導(dǎo)通時(shí)，射頻開(kāi)關(guān)ニ 7斷開(kāi)，同時(shí)，射頻開(kāi)關(guān)三12斷開(kāi)，射頻開(kāi)關(guān)四13導(dǎo)通；當(dāng)射頻開(kāi)關(guān)ニ 7導(dǎo)通時(shí)，射頻開(kāi)關(guān)一 4斷開(kāi)，同時(shí)，射頻開(kāi)關(guān)三12導(dǎo)通，射頻開(kāi)關(guān)四13斷開(kāi)(如圖2所示)。實(shí)施例3
本實(shí)施例是將實(shí)施例I的發(fā)射部分和實(shí)施2接收部分以及兩者通用的信號(hào)處理和顯示部分相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。具體來(lái)說(shuō)，本實(shí)施例中
掃頻驅(qū)動(dòng)器10的輸出信號(hào)輸入射頻VCO 1，射頻VCO I的輸出信號(hào)輸入定向耦合器2，定向I禹合器2的一路輸出信號(hào)輸入功分器B,另一路輸出信號(hào)輸入單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A。在射頻開(kāi)關(guān)控制器11的控制下，在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)，當(dāng)輸出端3-1與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A的輸入端導(dǎo)通時(shí)，輸出端3-2與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A的輸入端斷開(kāi),輸出端3-1的輸出信號(hào)輸入環(huán)形器一 5,環(huán)形器一 5的輸出信號(hào)輸入A極化天線6,完成A極化的FMICW信號(hào)的發(fā)射；與此同吋，B極化天線9接收B極化的回波信號(hào)，B極化天線9的輸出信號(hào)輸入環(huán)形器ニ 8，環(huán)形器ニ 8的輸出信號(hào)輸入射頻開(kāi)關(guān)四13，射頻開(kāi)關(guān)三12和射頻開(kāi)關(guān)四13在射頻 開(kāi)關(guān)控制器11的控制下，此時(shí)只有射頻開(kāi)關(guān)四13導(dǎo)通，射頻開(kāi)關(guān)四13的輸出信號(hào)輸入混頻器B 15-2，混頻器B 15-2將功分器B輸出的本振信號(hào)ニ和射頻開(kāi)關(guān)四13輸入的射頻信號(hào)進(jìn)行混頻，將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為中頻信號(hào)，輸入濾波器/放大器B 16-2，濾波器/放大器B
16-2對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波放大，并將輸出信號(hào)輸入ADC B 17-2, ADC B 17_2將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并輸入數(shù)字信號(hào)處理器18 ;在相鄰的下一個(gè)時(shí)隙內(nèi)，在射頻開(kāi)關(guān)控制器11的控制下，輸出端3-2與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A的輸入端導(dǎo)通,輸出端3-1與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A的輸入端斷開(kāi)，輸出端3-2的輸出信號(hào)輸入環(huán)形器ニ 8，環(huán)形器ニ 8的輸出信號(hào)輸入B極化天線9，完成B極化的FMICW信號(hào)的發(fā)射；與此同吋，A極化天線6接收A極化的回波信號(hào)，A極化天線6的輸出信號(hào)出入環(huán)形器一 5,環(huán)形器一 5的輸出信號(hào)輸入射頻開(kāi)關(guān)三12，射頻開(kāi)關(guān)三12和射頻開(kāi)關(guān)四13在射頻開(kāi)關(guān)控制器11的控制下，此時(shí)只有射頻開(kāi)關(guān)三12導(dǎo)通，射頻開(kāi)關(guān)三12的輸出信號(hào)輸入混頻器A 15-1，混頻器A 15-1將功分器B輸出的本振信號(hào)一和射頻開(kāi)關(guān)三12輸入的射頻信號(hào)進(jìn)行混頻，將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為中頻信號(hào)，并輸入濾波器/放大器A 16-1,濾波器/放大器A 16-1對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波放大，并將輸出信號(hào)輸入ADC A 17-1，ADC A 17_1將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并輸入數(shù)字信號(hào)處理器18，數(shù)字信號(hào)處理器18將輸入的不同時(shí)隙的信號(hào)進(jìn)行相加，并對(duì)相加之后的信號(hào)進(jìn)行FFT運(yùn)算和目標(biāo)的檢測(cè)處理后，將輸出信號(hào)輸入顯示器19。射頻開(kāi)關(guān)控制器11對(duì)發(fā)射部分的射頻開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)和對(duì)接收部分的射頻開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)相反，從而使得當(dāng)單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A的輸出端3— I與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A的輸入端導(dǎo)通時(shí)，輸出端3-2與輸入端斷開(kāi)，同時(shí)，射頻開(kāi)關(guān)三12斷開(kāi)，射頻開(kāi)關(guān)四
13導(dǎo)通；當(dāng)單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A的輸出端3— 2與射頻開(kāi)關(guān)3A的輸入端導(dǎo)通時(shí)，輸出端3-1與輸入端斷開(kāi)，同時(shí)，射頻開(kāi)關(guān)三12導(dǎo)通，射頻開(kāi)關(guān)四13斷開(kāi)。在本實(shí)施例中，兩副極化天線可以分別是垂直極化天線和水平極化天線，或者分別是左旋極化天線和右旋極化天線。實(shí)施例4
本實(shí)施例是結(jié)合實(shí)施例I的接收部分、實(shí)施例2的發(fā)射部分以及通用的信號(hào)處理及顯示部分得到的具體實(shí)施方式
。在此就不詳細(xì)敘述了。本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其它實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分相互參見(jiàn)即可。在本說(shuō)明書(shū)中所談到的“一個(gè)實(shí)施例”、“另ー個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、等，指的是結(jié)合該實(shí)施例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)包括在本申請(qǐng)概括性描述的至少ー個(gè)實(shí)施例中。在說(shuō)明書(shū)中多個(gè)地方出現(xiàn)同種表述不是一定指的是同一個(gè)實(shí)施例。進(jìn)ー步來(lái)說(shuō)，結(jié)合任一實(shí)施例描述ー個(gè)具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)時(shí)，所要主張的是結(jié)合其他實(shí)施例來(lái)實(shí)現(xiàn)這種特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。盡管這里參照本發(fā)明的多個(gè)解釋性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出很多其他的修改和實(shí)施方式，這些修改和實(shí)施方式將落在本申 請(qǐng)公開(kāi)的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說(shuō)，在本申請(qǐng)公開(kāi)、附圖和權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對(duì)主題組合布局的組成部件和/或布局進(jìn)行多種變型和改進(jìn)。除了對(duì)組成部件和/或布局進(jìn)行的變型和改進(jìn)外，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其他的用途也將是明顯的。
權(quán)利要求
1.低距離旁瓣的調(diào)頻中斷連續(xù)波雷達(dá)，包括 發(fā)射部分產(chǎn)生FMCW信號(hào)，并將一路輸出信號(hào)作為本振信號(hào)，另一路輸出信號(hào)經(jīng)器件分為兩路發(fā)射時(shí)隙交替的FMICW信號(hào)作為發(fā)射信號(hào)，經(jīng)兩副極化正交的極化天線完成極化正交的FMICW信號(hào)的發(fā)射； 接收部分交替接收兩路極化相互正交的回波信號(hào)，將本振信號(hào)和回波信號(hào)混頻，將接收的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為中頻信號(hào)，并將中頻信號(hào)進(jìn)行濾波、放大后輸入ADC，ADC將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并將數(shù)字信號(hào)輸出給數(shù)字信號(hào)處理器； 信號(hào)處理和顯示部分將接收到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，再經(jīng)顯示部分顯示輸出； 所述的發(fā)射部分包括掃頻驅(qū)動(dòng)器(10)、射頻VCO (I)和定向耦合器(2)，其中，所述的掃頻驅(qū)動(dòng)器(10)激勵(lì)所述的射頻VCO (I)產(chǎn)生FMCW信號(hào)，而射頻VCO (I)將產(chǎn)生的FMCW信號(hào)輸入定向I禹合器(2),所述的定向I禹合器(2)將一路輸出信號(hào)直接或間接輸入混頻器，作為本振信號(hào)； 其特征在于同時(shí)，所述的定向耦合器(2)將另一路輸出信號(hào)輸出，輸出的信號(hào)經(jīng)器件分成兩路發(fā)射信號(hào)，每一路發(fā)射信號(hào)均經(jīng)過(guò)至少一路射頻開(kāi)關(guān)器件A、一路環(huán)形器和一副極化天線，所述的射頻開(kāi)關(guān)器件A將FMCW信號(hào)截?cái)?，產(chǎn)生的FMICW信號(hào)輸入分別與射頻開(kāi)關(guān)器件A連接的環(huán)形器，利用環(huán)形器的環(huán)行特性，將FMICW信號(hào)輸入與環(huán)形器連接的極化天線，從而完成極化正交的FMICW信號(hào)的發(fā)射；所述的發(fā)射部分還包括射頻開(kāi)關(guān)控制器(11)，在射頻開(kāi)關(guān)控制器(11)的控制下，所述兩路發(fā)射信號(hào)分別經(jīng)過(guò)的兩路射頻開(kāi)關(guān)器件，在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)只有一路處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而使得在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)只能發(fā)射一種極化形式的FMICW信號(hào); 所述的接收部分包括同樣是作為發(fā)射部分的兩副極化天線、兩路環(huán)形器以及射頻開(kāi)關(guān)控制器(11)，還包括單獨(dú)設(shè)立的與兩副極化天線分別連接的射頻開(kāi)關(guān)器件B、與射頻開(kāi)關(guān)器件B連接的合成器(14 )、混頻器(15 )、濾波器、放大器和ADC ； 所述的兩副極化天線交替接收回波信號(hào)，并分別經(jīng)兩路環(huán)形器輸入到接收部分的兩路射頻開(kāi)關(guān)器件B，所述的射頻開(kāi)關(guān)控制器(11)同時(shí)控制發(fā)射部分的兩路射頻開(kāi)關(guān)器件A和接收部分的兩路射頻開(kāi)關(guān)器件B，使得在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)，只接收與正在發(fā)射的FMICW信號(hào)極化形式正交的FMICW極化信號(hào)的回波信號(hào)；所述的兩種極化形式的回波信號(hào)經(jīng)合成器(14)合成后，輸入混頻器(15)，再由混頻器(15)將由定向耦合器(2)來(lái)的本振信號(hào)和回波信號(hào)進(jìn)行混頻，將接收的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為中頻信號(hào)，并將中頻信號(hào)輸入濾波器、放大器，濾波器、放大器將信號(hào)濾波、放大后輸入ADC，ADC將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)； 所述的射頻開(kāi)關(guān)控制器(11)在工作的過(guò)程中同時(shí)控制發(fā)射部分的射頻開(kāi)關(guān)器件A和接收部分的射頻開(kāi)關(guān)器件B，使得在一個(gè)時(shí)隙中只發(fā)射一種極化形式的FMICW信號(hào)，與此同時(shí)，只接收與正在發(fā)射的FMICW信號(hào)的極化形式正交的FMICW極化信號(hào)的回波信號(hào)。
2.如權(quán)利要求I所述的低距離旁瓣的調(diào)頻中斷連續(xù)波雷達(dá)，其特征在于所述的發(fā)射部分具體包括掃頻驅(qū)動(dòng)器(10)、射頻VCO (I)、定向耦合器(2)、功分器A (3)、射頻開(kāi)關(guān)一(4)、射頻開(kāi)關(guān)二(7)、射頻開(kāi)關(guān)控制器(11)、環(huán)形器一(5)、環(huán)形器二(8)和極化正交的兩副極化天線；其中，所述的掃頻驅(qū)動(dòng)器(10)激勵(lì)所述的射頻VCO (I)產(chǎn)生FMCW信號(hào)，而射頻VCO (I)將產(chǎn)生的FMCW信號(hào)輸入定向耦合器(2)，所述的定向耦合器(2)將一路輸出信號(hào)直接輸入混頻器或經(jīng)功分器B均分后輸入混頻器，作為本振信號(hào)；同時(shí)，所述的定向耦合器(2)將另一路輸出信號(hào)作為發(fā)射信號(hào)，該發(fā)射信號(hào)經(jīng)功分器A (3)后平均分為兩路到兩個(gè)射頻開(kāi)關(guān)器件A，即射頻開(kāi)關(guān)一(4)和射頻開(kāi)關(guān)二(7)，在射頻開(kāi)關(guān)控制器11的控制下，射頻開(kāi)關(guān)一(4)和射頻開(kāi)關(guān)二(7)在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)只有一路處于導(dǎo)通狀態(tài)，使得在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)只發(fā)射一種極化形式的FMICW信號(hào)，射頻開(kāi)關(guān)一(4)和射頻開(kāi)關(guān)二(7)將FMCW信號(hào)截?cái)?，產(chǎn)生的FMICW信號(hào)輸入分別與射頻開(kāi)關(guān)一(4)和射頻開(kāi)關(guān)二(7)連接的環(huán)形器一(5)和環(huán)形器二(8)，利用環(huán)形器一(5)和環(huán)形器二(8)的環(huán)行特性，將FMICW信號(hào)輸入與環(huán)形器一 5和環(huán)形器二(8)分別連接的A極化天線(6)和B極化天線(9)，完成極化正交的FMICW信號(hào)的發(fā)射。
3.如權(quán)利要求2所的低距離旁瓣的調(diào)頻中斷連續(xù)波雷達(dá)，其特征在于所述的接收部分具體包括同樣作為發(fā)射部分的A極化天線(6)、B極化天線(9)以及射頻開(kāi)關(guān)控制器(11)、環(huán)形器一(5)和環(huán)形器二(8)，還包括兩個(gè)射頻開(kāi)關(guān)器件B，即單獨(dú)設(shè)置的射頻開(kāi)關(guān)三(12)和射頻開(kāi)關(guān)四(13)、合成器(14)、混頻器(15)、濾波器/放大器和ADC;其中，在所述任一種極化形式的FMICW信號(hào)發(fā)射的同時(shí)，A極化天線(6)和B極化天線(9)接收回波信號(hào)，并分別經(jīng)環(huán)形器一(5)和環(huán)形器二(8)輸入到接收端的射頻開(kāi)關(guān)三(12)和射頻開(kāi)關(guān)四(13)，所述的射頻開(kāi)關(guān)控制器(11)在控制射頻開(kāi)關(guān)一(4)和射頻開(kāi)關(guān)二(7)的同時(shí)，控制射頻開(kāi)關(guān)三(12)和射頻開(kāi)關(guān)四(13)，使得在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)，只能接收與正在發(fā)射的FMICW信號(hào)極化形式正交的FMICW極化信號(hào)的回波信號(hào)；所述的兩種極化形式的回波信號(hào)經(jīng)合成器(14)合成后，輸入混頻器(15)，再由混頻器(15)將由定向耦合器(2)輸出的本振信號(hào)和回波信號(hào)進(jìn)行混頻，將接收的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為中頻信號(hào)，并將中頻信號(hào)輸入濾波器/放大器，濾波器/放大器將信號(hào)濾波、放大后輸入ADC，ADC將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并將轉(zhuǎn)化的數(shù)字信號(hào)輸入到數(shù)字信號(hào)處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低距離旁瓣的調(diào)頻中斷連續(xù)波雷達(dá)，其特征在于所述的接收部分具體包括同樣作為發(fā)射部分的A極化天線(6)和B極化天線(9)、環(huán)形器一(5)和環(huán)形器二(8)以及射頻開(kāi)關(guān)控制器(11)，還包括兩個(gè)射頻器件B，即單獨(dú)設(shè)置的射頻開(kāi)關(guān)三(12)、射頻開(kāi)關(guān)四(13)、功分器B、混頻器A、混頻器B、濾波器/放大器A、濾波器/放大器B和ADC A和ADC B ;其中，在所述的任一種極化形式的FMICW信號(hào)的發(fā)射的同時(shí)，A極化天線(6)和B極化天線(9)接收回波信號(hào)，并分別經(jīng)環(huán)形器一(5)和環(huán)形器二(8)輸入到接收端的射頻開(kāi)關(guān)三(12)和射頻開(kāi)關(guān)四(13)，所述的射頻開(kāi)關(guān)控制器(11)在控制射頻開(kāi)關(guān)一(4)和射頻開(kāi)關(guān)二(7)的同時(shí)，控制射頻開(kāi)關(guān)三(12)和射頻開(kāi)關(guān)四(13)，使得在同一時(shí)隙內(nèi)，只能接收與正在發(fā)射的FMICW信號(hào)極化形式正交的FMICW信號(hào)的回波信號(hào)；所述的回波信號(hào)經(jīng)射頻開(kāi)關(guān)三(12)后，輸入混頻器A，再由混頻器A將由功分器B來(lái)的本振信號(hào)一和回波信號(hào)進(jìn)行混頻，將接收的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為中頻信號(hào)，并將中頻信號(hào)輸入濾波器/放大器A，濾波器/放大器A將信號(hào)濾波、放大后輸入ADC A, ADC A將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并將轉(zhuǎn)化的數(shù)字信號(hào)輸入數(shù)字信號(hào)處理器；在相鄰的下一個(gè)時(shí)隙，與前一個(gè)時(shí)隙的回波信號(hào)極化形式正交的回波信號(hào)經(jīng)射頻開(kāi)關(guān)四(13)后，輸入混頻器B，再由混頻器B將由功分器B來(lái)的本振信號(hào)二和該回波信號(hào)進(jìn)行混頻，將接收的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為中頻信號(hào)，并將中頻信號(hào)輸入濾波器/放大器B,濾波器/放大器B將信號(hào)濾波、放大后輸入ADC B, ADC B將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并將轉(zhuǎn)化的數(shù)字信號(hào)輸入數(shù)字信號(hào)處理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的低距離旁瓣的調(diào)頻中斷連續(xù)波雷達(dá)，其特征在于所述的射頻開(kāi)關(guān)控制器(11)在控制發(fā)射部分的射頻開(kāi)關(guān)一(4)和射頻開(kāi)關(guān)二(7)的同時(shí)，控制接收部分的射頻開(kāi)關(guān)三(12)和射頻開(kāi)關(guān)四(13)，且射頻開(kāi)關(guān)控制器(11)對(duì)發(fā)射部分射頻開(kāi)關(guān)一(4)和射頻開(kāi)關(guān)二(7)的控制信號(hào)和對(duì)接收部分射頻開(kāi)關(guān)三(12)和射頻開(kāi)關(guān)四(13)的控制信號(hào)相反，從而使得當(dāng)射頻開(kāi)關(guān)一(4)導(dǎo)通時(shí)，射頻開(kāi)關(guān)二(7)斷開(kāi)，同時(shí)，射頻開(kāi)關(guān)三(12)斷開(kāi)，射頻開(kāi)關(guān)四(13)導(dǎo)通；當(dāng)射頻開(kāi)關(guān)二(7)導(dǎo)通時(shí)，射頻開(kāi)關(guān)一(4)斷開(kāi)，同時(shí)，射頻開(kāi)關(guān)三(12)導(dǎo)通，射頻開(kāi)關(guān)四(13)斷開(kāi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低距離旁瓣的調(diào)頻中斷連續(xù)波雷達(dá)，其特征在于所述的發(fā)射部分具體包括掃頻驅(qū)動(dòng)器(10)、射頻VCO (I)、定向耦合器(2)、單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)(3A)、射頻開(kāi)關(guān)控制器(11)、環(huán)形器一(5)、環(huán)形器二(8)和極化正交的兩副極化天線；其中，所述的掃頻驅(qū)動(dòng)器(10)激勵(lì)所述的射頻VCO (I)產(chǎn)生FMCW信號(hào)，而射頻VCO (I)將產(chǎn)生的FMCW信號(hào)輸入定向I禹合器(2),所述的定向f禹合器(2)將一路輸出信號(hào)直接輸入混頻器(15)，作為本振信號(hào)；同時(shí)，所述的定向耦合器(2)將另一路輸出信號(hào)作為發(fā)射信號(hào)，該發(fā)射信號(hào)輸入單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)(3A)，在射頻開(kāi)關(guān)控制器(11)的控制下，單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)(3A)的輸出端(3-1)和(3-2),在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)只有一個(gè)與輸入端導(dǎo)通,使得在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)只發(fā)射一種極化形式的FMICW信號(hào)，單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)(3A)的兩個(gè)輸出端(3-1)和(3-2)分別和環(huán)形器一(5)、環(huán)形器二(8)連接，環(huán)形器一(5)、環(huán)形器二(8)再分別與A極化天線(6)和B極化天線(9)連接，完成極化正交的FMICW信號(hào)的發(fā)射。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低距離旁瓣的調(diào)頻中斷連續(xù)波雷達(dá)，其特征在于所述的接收部分具體包括同樣作為發(fā)射部分的A極化天線(6)和B極化天線(9)、環(huán)形器一(5)和環(huán)形器二(8)以及射頻開(kāi)關(guān)控制器(11)，還包括單獨(dú)設(shè)置的單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)(10A)、合成器(14)、混頻器(15)、濾波器/放大器和ADC ;其中，在所述的任一種極化形式的FMICW信號(hào)的發(fā)射的同時(shí)，A極化天線(6)和極化天線二(9)接收回波信號(hào)，并分別經(jīng)環(huán)形器一(5)和環(huán)形器二(8)輸入到接收部分的單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)(10A)的輸入端(10-1)和(10-2);射頻開(kāi)關(guān)控制器(11)在控制發(fā)射部分的單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)(3A)的同時(shí)，也控制接收部分的單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)(10A)，在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)，單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)(10A)的兩個(gè)輸入端只有一個(gè)和輸出端導(dǎo)通，使得在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)，只接收與正在發(fā)射的FMICW信號(hào)的極化形式正交的FMICW信號(hào)，所述的回波信號(hào)經(jīng)合成器(14)合成后，輸入混頻器(15)，再由混頻器(15)將由定向耦合器(2)來(lái)的本振信號(hào)和回波信號(hào)進(jìn)行混頻，將接收的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為中頻信號(hào)，并將中頻信號(hào)輸入濾波器/放大器，濾波器/放大器將信號(hào)濾波、放大后輸入ADC, ADC將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并將轉(zhuǎn)化的數(shù)字信號(hào)輸入數(shù)字信號(hào)處理器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的低距離旁瓣的調(diào)頻中斷連續(xù)波雷達(dá)，其特征在于射頻開(kāi)關(guān)控制器(11)同時(shí)控制發(fā)射部分的單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)(3A)和接收部分的單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)(10A)，使得單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)(3A)的兩個(gè)輸出端和單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)(IOA)的兩個(gè)輸入端在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)均只有一個(gè)有效，并且對(duì)單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)(3A)的控制信號(hào)和單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)(IOA)的控制信號(hào)相反，從而使得當(dāng)單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)(3A)的輸出端(3-1)與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)(3A)的輸入端導(dǎo)通時(shí)，輸出端(3-2)與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)3A的輸入端斷開(kāi)，同時(shí)，輸入端(10-1)與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)(IOA)的輸出端斷開(kāi)，輸入端(10-2)與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)(10A)的輸出端導(dǎo)通；當(dāng)單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)(3A)的輸出端(3-2)與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)(3A)的輸入端導(dǎo)通時(shí)，輸出端(3-1)與單刀雙擲型射頻開(kāi)關(guān)(3A)的輸入端斷開(kāi)，同時(shí),輸入端(10-1)與單刀雙擲開(kāi)關(guān)IOA的輸出端導(dǎo)通,輸入端(10-2)與單刀雙擲開(kāi)關(guān)(IOA)的輸出端斷開(kāi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I一8所述的任一種低距離旁瓣的調(diào)頻中斷連續(xù)波雷達(dá)，其特征在于所述的A極化天線(6)和B極化天線(9)分別是垂直極化天線和水平極化天線，或者分別是左旋圓極化天線和右旋圓極化天線。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種低距離旁瓣的調(diào)頻中斷連續(xù)波雷達(dá)該裝置使用極化相互正交的A極化天線和B極化天線，交替的發(fā)射和接收兩種極化正交的FMICW信號(hào)。同時(shí)，為了能夠交替的發(fā)射和接收這兩種極化正交的信號(hào)，又增加了功分器A3和合成器14，修改了收發(fā)端的射頻開(kāi)關(guān)器件A和射頻開(kāi)關(guān)器件B的結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的射頻開(kāi)關(guān)控制器。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)低距離旁瓣的關(guān)鍵在于交替發(fā)射和接收極化正交的FMICW信號(hào)。這樣，合成后的回波信號(hào)的采樣數(shù)目提高了一倍，最小采樣間隔減少了一倍，從而有效地降低了處理后的距離譜的旁瓣，提高了系統(tǒng)同時(shí)檢測(cè)強(qiáng)弱目標(biāo)的能力。
文檔編號(hào)G01S13/02GK102819015SQ20121030817
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者陳祝明, 曾海濤, 王佰箏, 張也, 朱曉章 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)