CN101661099B - 一种雷达时分多元随机码发生器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及雷达技术领域，具体是一种雷达时分多元随机码发生器。它由宽带噪声发生器、n组声表器件SAW带通滤波器、微波宽带放大器、电压比较器、采样保持器、有源积分器组成，噪声二极管PN结掺杂为一环形扩散区抑制闪烁不可控噪声的产生，宽带噪声发生器码频由低至高级联分段经n组带通滤波放大器、电压比较器、采样保持器输出P₁、P₂、P_n组随机二相码，并经有源积分器反馈，在时分电路编码生成n路脉冲提供给雷达调相器与多通道脉压相关器，检测目标距离越近分辨力越高，线性递增分辨力积累检测信号提高识别目标细节，同一区域环境工作互不干扰，并克服连续波雷达发射信号阻塞回波接收及消除盲距，实现近距检测。适用于汽车、船只防撞雷达和其它多目标检测雷达。

Description

一种雷达时分多元随机码发生器

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，具体是一种雷达时分多元随机码发生器。

背景技术

现有技术随机信号连续波雷达，发射与接收随机信号相关处理有很高的抗干扰能力，有望在同一区域多台雷达工作环境的电磁兼容性EMC问题得到解决，但噪声发生器PN结二极管施加反向偏压管子芯片电流不均匀，产生不可控噪声影响了随机信号产生概率，降低雷达检测性能。而且，现有技术随机信号雷达检测目标大小、距离远近分辨力单一，随机信号的非周期性，检测信号积累改善检测因子需待解决。随机信号连续波雷达天线发射能量泄漏阻塞回波的接收，而脉冲雷达脉宽遮挡回波接收，产生盲距影响检测。

发明内容

本发明的目的是提供码频、码元宽度独立产生，码频递增排列而码元宽度递减排列的一种雷达时分多元随机码发生器。

本发明技术方案是时分电路由计数器、单稳态触发器、译码器、编码开关、时序异步选通门构成，计数器时钟端、单稳态触发器输入端接时钟信号，多元随机码发生器由宽带噪声发生器、声表器件SAW带通滤波器、微波宽带放大器和n组随机码发生器组成，宽带噪声发生器是由噪声二极管在管芯PN结其N区掺杂为一环形的扩散P区，管芯基片N区衬底N⁺设置热沉，或管芯P区掺杂为一环形的扩散N区，管芯基片P区衬底P⁺设置热沉，噪声二极管串联温补二极管置于同轴腔或波导腔内，加恒流反偏使PN结二极管工作为雪崩击穿区域，产生随机噪声谱接入声表器件SAW带通滤波器、微波宽带放大器带限放大，其信号频率由低至高级联分段经匹配宽带网络渐变过渡传输线分别接入对应的n组随机码发生器，时分编码开关的编码信号输入端与n组随机码发生器输出信号相接，计数器数据端、单稳态触发器输出端与译码器输入对接，译码器输出与编码开关控制端相接，构成由n组随机码时分为n路的多元随机码发生器；

而n组随机码发生器由n组声表器件SAW带通滤波器、电压比较器、有源积分器、双稳态触发器组成，码频由低至高级联分段接入对应n组声表器件SAW带通滤波器带限噪声谱，依次分别接入电压比较器、高速电压比较器、超高速电压比较器，相应频率的时钟信号f_c触发采样保持器、高速采样保持器、超高速采样保持器的控制端，电压比较器输出按频率由低至高接入采样保持器、高速采样保持器、超高速采样保持器，采样保持器输出经有源积分器反馈码元接回其输入端，并由双稳态触发器输出码元P₁、P₂、P_n供给雷达调相发射和接收相关处理；

随机码发生器产生的P₁、P₂、P_n随机码在时分电路编码生成n路脉冲信号的同时，时分电路输出脉冲控制雷达收/发开关，发时关收、收时关发的异步控制，回波信号在时分电路时序异步选通门选取。

本技术方案宽带噪声发生器噪声二极管PN结掺杂为一环形的扩散区抑制不可控闪烁噪声的产生，将其宽带噪声发生器信号带限和放大，噪声谱级联分段接入n组随机码发生器，码频与带宽、码元宽度相互独立产生，时分编码为码频递增排列，码元宽度递减排列的多通道随机码提供给雷达调相发射、相关接收，快速相对的同时测定多个目标无模糊距离、速度数据，或检测单个目标使其距离越近分辨力越高，检测信号分辨力线性递增积累，提高识别目标细节的功能，并保持测距测速无周期性不断地变化的随机性，在同一区域相邻工作的雷达互不干扰共存运行，时分随机码克服连续波雷达发射辐射能量泄漏，而阻塞回波信号接收的问题，时分随机信号雷达收/发异步工作，后沿检测可消除盲区，实现近距离目标检测。

附图说明

图1本发明时分电路

图2多元随机码发生器原理图

图3噪声二极管PN结管芯结构示意图

具体实施方法

参照图1、2、3所示，本发明具体实施方法和实施例，时分电路由计数器1、单稳态触发器2、译码器3、编码开关4、时序异步选通门5构成，计数器1时钟端、单稳态触发器2输入端接时钟信号，多元随机码发生器由宽带噪声发生器9、声表器件SAW带通滤波器6、微波宽带放大器7和n组随机码发生器8组成，宽带噪声发生器9是由噪声二极管在管芯PN结其N区掺杂为一环形的扩散P区，管芯基片N区衬底N⁺设置热沉，或管芯P区掺杂为一环形的扩散N区，管芯基片P区衬底P⁺设置热沉，噪声二极管串联温补二极管置于同轴腔或波导腔内，加恒流反偏使PN结二极管工作为雪崩击穿区域，产生随机噪声谱接入声表器件SAW带通滤波器6、微波宽带放大器7带限放大，其信号频率由低至高级联分段经匹配宽带网络渐变过渡传输线分别接入对应的n组随机码发生器8，时分编码开关4的编码信号输入端与n组随机码发生器8输出信号相接，计数器1数据端、单稳态触发器2输出端与译码器3输入对接，译码器3输出与编码开关4控制端相接，构成由n组随机码时分为n路的多元随机码发生器。

n组随机码发生器8，其中8a组由声表器件SAW带通滤波器8a₁、电压比较器8_a2、采样保持器8_a3、有源积分器8_a4、双稳态触发器8_a5组成，码频由低至高级联分段接入对应n组声表器件SAW带通滤波器8_a1、8_b1、8_n1带限噪声谱，依次分别接入电压比较器8_a2、高速电压比较器8_b2、超高速电压比较器8_n2，相应频率的时钟信号f_c21、f_c22、f_c2n触发采样保持器8_a3、高速采样保持器8_b3、超高速采样保持器8_n3的控制端，电压比较器8_a2、高速电压比较器8_b2、超高速电压比较器8_n2，输出按码频由低至高接入采样保持器8_a3、高速采样保持器8_b3、超高速采样保持器8_n3，采样保持器8_a3输出经有源积分器8_a4反馈码元接回其输入端，并由双稳态触发器8_a5输出码元P₁；高速采样保持器8_b3输出经有源积分器8_b4反馈码元接回其输入端，并由双稳态触发器8_b5输出码元P₂；超高速采样保持器8_n3输出经有源积分器8_n4反馈码元接回其输入端，并由双稳态触发器8_{n 5}输出码元P_n，供给雷达调相发射和接收相关处理。

为了抑制闪烁不可控噪声的产生在噪声二极管PN结管芯N区掺杂为一环形扩散P区，环内区域σ面积击穿电压比P区高，限制击穿范围直接位于P区，消除结区不可控微等离子区击穿，得到PN结均匀击穿抑制不可控噪声的产生。同样，也可以P区掺杂为一环形扩散N区，环内区域σ击穿电压比N区高，抑制不可控噪声效果相同，只是PN结导电方向相反。管芯基片N区衬底N⁺装设热沉或P区衬底P⁺装设热沉，降低结温产生稳定的噪声频谱，其极宽频率范围保持均匀、平坦，带宽可达数个至数十个倍频程。

恒流源反向偏置PN结工作在雪崩击穿区域，稳定的载流子雪崩倍增电流起伏产生随机散弹噪声，幅频呈正态分布。由于噪声产生受温度影响码元正负极性概率，串联温补二极管减少其影响。两管及偏置电路置于屏蔽腔内，隔离外界电磁场的干扰，采样保持器对其进行采样、保持正负电平基本相等的概率、脉冲占空比基本相等的随机二相码元序列。

随机信号宽带码频递增分段级联周期采样，码元宽度独立产生，目标距离由远到近码元宽度线性地变窄，快速相对的同时检测多个车道或水面航道的多个路障目标或单个目标在多个通道中检测积累数据信息，目标距离越近分辨力越高，三维图像细节分辨越清楚，极大提高防撞性能，与连续波随机码雷达相比，在保持随机信号雷达高性能电磁兼容EMC的前提下，检测分辨多个目标性能显著提高，并且，时分n路随机码脉冲调相发射的同时，采取发时关收，收时关发，异步后沿接收检测，从时间上隔离发射能量泄漏到接收系统，提高弱小目标信号的检测能力，增大雷达作用距离，后沿检测消除发射脉宽遮挡接收回波避免盲距，改善动态范围，实现汽车、船只防撞检测，或检测其它多目标。

宽带级联分段码频产生随机二相码信号其灵活多变，能适应时分多通道检测多个目标得到不同距离分辨力，提高识别目标的能力。

Claims (1)

1.一种雷达时分多元随机码发生器，其特征在于：时分电路由计数器、单稳态触发器、译码器、编码开关、时序异步选通门构成，计数器时钟端、单稳态触发器输入端接时钟信号，多元随机码发生器由宽带噪声发生器、声表器件SAW带通滤波器、微波宽带放大器和n组随机码发生器组成，宽带噪声发生器是由噪声二极管在管芯PN结其N区掺杂为一环形的扩散P区，管芯基片N区衬底N⁺设置热沉，或管芯P区掺杂为一环形的扩散N区，管芯基片P区衬底P⁺设置热沉，噪声二极管串联温补二极管置于同轴腔或波导腔内，加恒流反偏使PN结二极管工作为雪崩击穿区域，产生随机噪声谱接入声表器件SAW带通滤波器、微波宽带放大器带限放大，其信号频率由低至高级联分段经匹配宽带网络渐变过渡传输线分别接入对应的n组随机码发生器，时分编码开关的编码信号输入端与n组随机码发生器输出信号相接，计数器数据端、单稳态触发器输出端与译码器输入对接，译码器输出与编码开关控制端相接，构成由n组随机码时分为n路的多元随机码发生器。

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