CN104330776A - 一种连续波调频体制雷达高度表双机热备份抗互干扰方法 - Google Patents

一种连续波调频体制雷达高度表双机热备份抗互干扰方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种连续波调频体制雷达高度表双机热备份抗互干扰方法，通过将第一无线电高度表的第一发射天线、第一接收天线，第二无线电高度表的第二发射天线、第二接收天线分别采用相互垂直的极化方式进行设置；并且通过第一处理装置对第一发射天线采用正向调频，第二处理装置对第二发射天线采用负向调频；使得第一无线电高度表接收正向调制回波信号，并且过滤掉负向调制回波信号的差频信号回波，使得第二无线电高度表接收负向调制回波信号，并且过滤掉正向调制回波信号的差频信号回波。本发明在高度表双机热备份工作过程中消除了互相干扰，使得一对无线电高度表具有测高精度高，消除了高度表双机热备份工作过程中的相互干扰。

Description

一种连续波调频体制雷达高度表双机热备份抗互干扰方法
技术领域
本发明涉及用于测量垂直高度距离的方法，具体涉及一种连续波调频体制雷达高度表双机热备份抗互干扰方法。
背景技术
目前连续波调频体制雷达高度表双机热备份情况比较少，普遍采用双机冷备份方式。热备份情况下受客观使用条件限制，雷达高度表双机采用相同的工作频段和工作体制，在工作过程中存在双机互相干扰的情况。目前连续波调频体制雷达高度表双机热备条件下消除双机互相干扰的主要方法是频段分开，两台连续波调频体制高度表采用不同的工作频率以避免互相干扰，但降低了高度表的工作带宽，在连续波调频体制高度表整体工作频率带宽受限，测高精度要求较高的条件下限制了高度表测高精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种连续波调频体制雷达高度表双机热备份抗互干扰方法，通过将第一无线电高度表的第一发射天线、第一接收天线，第二无线电高度表的第二发射天线、第二接收天线分别采用相互垂直的极化方式进行设置；并且通过第一处理装置对第一发射天线采用正向调频，第二处理装置对第二发射天线采用负向调频；使得第一无线电高度表接收正向调制回波信号，并且过滤掉负向调制回波信号的差频信号回波，使得第二无线电高度表接收负向调制回波信号，并且过滤掉正向调制回波信号的差频信号回波。本发明在高度表双机热备份工作过程中消除了互相干扰，使得一对无线电高度表具有测高精度高，消除了高度表双机热备份工作过程中的相互干扰。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种连续波调频体制雷达高度表双机热备份抗互干扰系统，其特点是，该系统包含：第一无线电高度表、第二无线电高度表；
所述第一无线电高度表用于发射连续波调频信号，并接收分别来自该第一无线电高度表的回波信号、以及所述第二无线电高度表的回波信号；
所述第二无线电高度表用于发射连续波调频信号，并接收分别来自该第二无线电高度表的回波信号、所述第一无线电高度表的回波信号。
优选地，所述第一无线电高度表包括：第一发射天线、第一处理装置及第一接收天线；所述第一发射天线、第一接收天线分别与所述第一处理装置连接；
所述第二无线电高度表包括：第二发射天线、第二处理装置及第二接收天线；所述第二发射天线、第二接收天线分别与所述第二处理装置连接。
一种连续波调频体制雷达高度表双机热备份抗互干扰方法，其特点是，该方法包含：
S1，将第一发射天线、第二发射天线采用相互垂直的极化方式进行设置；将第一接收天线、第二接收天线采用相互垂直的极化方式进行设置；其中，第一发射天线、第一接收天线的极化方式相同，第二发射天线、第二接收天线的极化方式相同；
S2，所述第一无线电高度表、第二无线电高度表分别设置相同的调频斜率k；
S3，第一处理装置对所述第一发射天线采用正向调频、并发送正向调制波信号，第二处理装置对所述第二发射天线采用负向调频、并发送负向调制波信号；
S4，所述第一接收天线分别接收所述第一无线电高度表的正向调制回波信号、所述第二无线电高度表的负向调制回波信号；
所述第二接收天线分别接收所述第一无线电高度表的正向调制回波信号、所述第二无线电高度表的负向调制回波信号。
优选地，所述步骤S1包含如下步骤：
S1.1A，将所述第一发射天线、第一接收天线采用垂直极化的方式进行设置；
S1.2A，将所述第二发射天线、第二接收天线采用水平极化的方式进行设置。
优选地，所述步骤S1包含如下步骤：
S1.1B，将所述第一发射天线、第一接收天线采用水平极化的方式进行设置；
S1.2B，将所述第二发射天线、第二接收天线采用垂直极化的方式进行设置。
优选地，所述步骤S3包含如下步骤：
S3.1，所述第一处理装置对所述第一发射天线采用正向调频，使得该第一发射天线发送的正向调制波信号从所述第一无线电高度表工作带宽的底端根据设置的所述调频斜率k开始逐渐升高；其中：
F1(t)＝f01+kt；F1(t)＝F1(t+T)；
k---调频斜率；
t---实际发射时间，其中T1≥t≥0；
T---连续波调频体制高度表调制周期；
f01---正向调频初始频率值；
S3.2，所述第二处理装置对所述第二发射天线采用负向调频，使得该第二发射天线发送的负向调制波信号从所述第二无线电高度表工作带宽的高端根据设置的所述调频斜率k开始逐渐降低；其中：
F2(t)＝f0-kt；F2(t)＝F2(t+T)；
t---实际发射时间，其中T≥t≥0；
f0---负向调频初始频率值。
优选地，所述步骤S4包含：
S4.1，所述第一接收天线分别接收正向调制回波信号、负向调制回波信号；所述正向调制回波信号的差频信号回波频率为f+，所述负向调制回波信号的差频信号回波f-+；其中：
f+＝kτ；f-+＝k(τ-T)；
τ---回波延时时间；
S4.2，所述第一处理装置设置T>>τ，则并且该第一处理装置设置过滤与所述第一发射天线发送正向调制波信号的调制系数不同的连续波调频信号；也即所述第一无线电高度表获取所述正向调制回波信号，过滤掉所述负向调制回波信号；
S4.3，所述第二接收天线分别接收负向调制回波信号、正向调制回波信号；所述负向调制回波信号的差频信号回波频率为f-，所述负向调制回波信号的差频信号回波f+-；其中：
f-＝-kτ；f+-＝k(T-τ)；
S4.4，所述第二处理装置设置T>>τ，则并且该第二处理装置设置过滤与所述第二发射天线发送负向调制波信号的调制系数不同的连续波调频信号；也即所述第二无线电高度表获取所述负向调制回波信号，过滤掉所述正向调制回波信号。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明提供的一种连续波调频体制雷达高度表双机热备份抗互干扰方法，通过将两台高度表的发射天线、接收天线的极化方式设置成相互垂直，使得两台高度表天线极化隔离值可达到30dB。从而在一定程度上克服了两台高度表天线之间的干扰。同时设置每台高度表只能获取其自身发出的调制回波信号，过滤另外一台高度表发出的信号；实现了在高度表双机热备份工作过程中消除了互相干扰，且提高了测高精度高。
附图说明
图1为本发明一种连续波调频体制雷达高度表双机热备份抗互干扰系统的第一无线电高度表整体结构示意图。
图2为本发明一种连续波调频体制雷达高度表双机热备份抗互干扰系统的第二无线电高度表整体结构示意图。
图3为本发明一种连续波调频体制雷达高度表双机热备份抗互干扰方法的整体流程示意图。
图4为本发明一种连续波调频体制雷达高度表双机热备份抗互干扰方法的实施例示意图之一。
图5为本发明一种连续波调频体制雷达高度表双机热备份抗互干扰方法的实施例示意图之二。
图6为为本发明一种连续波调频体制雷达高度表双机热备份抗互干扰方法的实施例示意图之三。
具体实施方式
以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
如图1、图2所示，一种连续波调频体制雷达高度表双机热备份抗互干扰系统，该系统包含：第一无线电高度表10、第二无线电高度表20。第一无线电高度表10用于发射连续波调频信号，并接收分别来自该第一无线电高度表10的回波信号、以及第二无线电高度表20的回波信号。第二无线电高度表20用于发射连续波调频信号，并接收分别来自该第二无线电高度表20的回波信号、以及第一无线电高度表10的回波信号。
其中，第一无线电高度表10包括：第一发射天线11、第一处理装置12及第一接收天线13；第一发射天线11、第一接收天线13分别与第一处理装置12连接。第二无线电高度表20包括：第二发射天线21、第二处理装置22及第二接收天线23；第二发射天线21、第二接收天线23分别与第二处理装置22连接。
本实施例中，第一无线电高度表10、第二无线电高度表20的工作频率范围相同，均工作在连续波调频体制下。第一无线电高度表10、第二无线电高度表20均设计为窄带滤波，从而能够克服二者之间的互相干扰。
如图3-图6所示，一种连续波调频体制雷达高度表双机热备份抗互干扰方法，该方法包含：
S1，将第一发射天线11、第二发射天线21采用相互垂直的极化方式进行设置；第一接收天线13、第二接收天线23采用相互垂直的极化方式进行设置；其中，第一发射天线11、第一接收天线13的极化方式相同，第二发射天线21、第二接收天线23的极化方式相同。
实施例之一，步骤S1包含如下步骤：
将第一发射天线11、第一接收天线13采用垂直极化的方式进行设置。将第二发射天线21、第二接收天线23采用水平极化的方式进行设置。
实施例之二，步骤S1还包含如下步骤：
将第一发射天线11、第一接收天线13采用水平极化的方式进行设置；将第二发射天线21、第二接收天线23采用垂直极化的方式进行设置。
通过上述两中不同的设置方式，使得第一无线电高度表10与第二无线电高度表20的极化隔离值可达到30dB，能够在一定程度上克服二者之间的干扰。
S2，第一无线电高度表10、第二无线电高度表20分别设置相同的调频斜率k。
本实施例中，调频斜率k＝200Hz/ns。
S3，第一处理装置12对第一发射天线11采用正向调频、并发送正向调制波信号，第二处理装置22对第二发射天线21采用负向调频、并发送负向调制波信号。该步骤S3包含如下步骤：
S3.1，第一处理装置12对第一发射天线11采用正向调频，使得该第一发射天线11发送的正向调制波信号从第一无线电高度表10工作带宽的底端根据设置的调频斜率k开始逐渐升高；其中：
F1(t)＝f01+kt；F1(t)＝F1(t+T)；
t---实际发射时间，其中T1≥t≥0；
T---连续波调频体制高度表调制周期；
f01---正向调频初始频率值。
如图3所示，本实施例中，f01＝4.1GHz，T为1ms，k＝200Hz/ns，则第一无线电高度表10工作带宽200MHz，其工作调频范围为4.1GHz-4.3GHz。
S3.2，第二处理装置22对第二发射天线21采用负向调频，使得该第二发射天线21发送的负向调制波信号从第二无线电高度表20工作带宽的高端根据设置的调频斜率k开始逐渐降低；其中：
F2(t)＝f0-kt；F2(t)＝F2(t+T)；
t---实际发射时间，其中T≥t≥0；
f0---负向调频初始频率值。
本实施例中，f0＝4.3GHz,T为1ms，k＝200Hz/ns，则第二无线电高度表20工作带宽200MHz，其工作调频范围为4.1GHz-4.3GHz。
如图4所示，第一发射天线11发送的正向调制波信号F1(t)、第二发射天线21发送的负向调制波信号F2(t)均采用锯齿波调频方式。
因此，经上述设置，第一无线电高度表10、第二无线电高度表20的通带范围为10KHz～160KHz，带外采取高抑制滤波500KHz处抑制超过70dB，有效克服了两台连续波调频雷达高度表互相干扰。
S4，第一接收天线13分别接收第一无线电高度表10的正向调制回波信号、第二无线电高度表20的负向调制回波信号；第二接收天线23分别接收第一无线电高度表10的正向调制回波信号、第二无线电高度表20的负向调制回波信号。该步骤包含：
S4.1，第一接收天线13分别接收正向调制回波信号、负向调制回波信号；所述正向调制回波信号的差频信号回波频率为f+，所述负向调制回波信号的差频信号回波f-+；其中：
f+＝kτ；f-+＝k(τ-T)；
τ---回波延时时间。
如图5所示，为第一发送天线11发射正向调制波信号F1(t)与第一接收天线13接收正向调制回波信号F1'(t)。
S4.2，第一处理装置12设置T>>τ，则并且该第一处理装置12设置过滤与第一发射天线11发送正向调制波信号的调制系数不同的连续波调频信号；也即第一无线电高度表10获取正向调制回波信号，过滤掉负向调制回波信号。
如图6所示，为第一无线电高度表10调频不相关情况下差频信号示意图。
S4.3，第二接收天线23分别接收负向向调制回波信号、正向调制回波信号；所述负向调制回波信号的差频信号回波频率为f-，所述负向调制回波信号的差频信号回波f+-；其中：
f-＝-kτ；f+-＝k(T-τ)。
S4.4，第二处理装置22设置T>>τ，则并且该第二处理装置22设置过滤与第二发射天线21发送负向调制波信号的调制系数不同的连续波调频信号；也即第二无线电高度表20获取负向调制回波信号，过滤掉正向调制回波信号。
因此，经过本发明的连续波调频体制雷达高度表双机热备份抗互干扰方法，第一无线电高度表10能够有效地过滤掉第二无线电高度表20的干扰，第二无线电高度表20能够有效地过滤掉第一无线电高度表10的干扰，从而使得两台无线电高度表避免相互干扰，提高测试效率。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种连续波调频体制雷达高度表双机热备份抗互干扰系统，其特征在于，该系统包含：第一无线电高度表(10)、第二无线电高度表(20)；
所述第一无线电高度表(10)用于发射连续波调频信号，并接收分别来自该第一无线电高度表(10)的回波信号、以及所述第二无线电高度表(20)的回波信号；
所述第二无线电高度表(20)用于发射连续波调频信号，并接收分别来自该第二无线电高度表(20)的回波信号、以及所述第一无线电高度表(10)的回波信号。
2.如权利要求1所述的连续波调频体制雷达高度表双机热备份抗互干扰系统，其特征在于，
所述第一无线电高度表(10)包括：第一发射天线(11)、第一处理装置(12)及第一接收天线(13)；所述第一发射天线(11)、第一接收天线(13)分别与所述第一处理装置(12)连接；
所述第二无线电高度表(20)包括：第二发射天线(21)、第二处理装置(22)及第二接收天线(23)；所述第二发射天线(21)、第二接收天线(23)分别与所述第二处理装置(22)连接。
3.一种连续波调频体制雷达高度表双机热备份抗互干扰方法，其特征在于，该方法包含：
S1，将第一发射天线(11)、第二发射天线(21)采用相互垂直的极化方式进行设置，将第一接收天线(13)、第二接收天线(23)采用相互垂直的极化方式进行设置；其中，第一发射天线(11)、第一接收天线(13)的极化方式相同，第二发射天线(21)、第二接收天线(23)的极化方式相同；
S2，所述第一无线电高度表(10)、第二无线电高度表(20)分别设置相同的调频斜率k；
S3，第一处理装置(12)对所述第一发射天线(11)采用正向调频、并发送正向调制波信号；第二处理装置(22)对所述第二发射天线(21)采用负向调频、并发送负向调制波信号；
S4，所述第一接收天线(13)分别接收所述第一无线电高度表(10)的正向调制回波信号、所述第二无线电高度表(20)的负向调制回波信号；
所述第二接收天线(23)分别接收所述第一无线电高度表(10)的正向调制回波信号、所述第二无线电高度表(20)的负向调制回波信号。
4.如权利要求3所述的连续波调频体制雷达高度表双机热备份抗互干扰方法，其特征在于，所述步骤S1包含如下步骤：
S1.1A，将所述第一发射天线(11)、第一接收天线(13)采用垂直极化的方式进行设置；
S1.2A，将所述第二发射天线(21)、第二接收天线(23)采用水平极化的方式进行设置。
5.如权利要求3所述的连续波调频体制雷达高度表双机热备份抗互干扰方法，其特征在于，所述步骤S1包含如下步骤：
S1.1B，将所述第一发射天线(11)、第一接收天线(13)采用水平极化的方式进行设置；
S1.2B，将所述第二发射天线(21)、第二接收天线(23)采用垂直极化的方式进行设置。
6.如权利要求3所述的连续波调频体制雷达高度表双机热备份抗互干扰方法，其特征在于，所述步骤S3包含如下步骤：
S3.1，所述第一处理装置(12)对所述第一发射天线(11)采用正向调频，使得该第一发射天线(11)发送的正向调制波信号从所述第一无线电高度表(10)工作带宽的底端根据设置的所述调频斜率k开始逐渐升高；其中：
F1(t)＝f01+kt；F1(t)＝F1(t+T)；
k---调频斜率；
t---实际发射时间，其中T1≥t≥0；
T---连续波调频体制高度表调制周期；
f01---正向调频初始频率值；
S3.2，所述第二处理装置(22)对所述第二发射天线(21)采用负向调频，使得该第二发射天线(21)发送的负向调制波信号从所述第二无线电高度表(20)工作带宽的高端根据设置的所述调频斜率k开始逐渐降低；其中：
F2(t)＝f0-kt；F2(t)＝F2(t+T)；
t---实际发射时间，其中T≥t≥0；
f0---负向调频初始频率值。
7.如权利要求6所述的连续波调频体制雷达高度表双机热备份抗互干扰方法，其特征在于，所述步骤S4包含：
S4.1，所述第一接收天线(13)分别接收正向调制回波信号、负向调制回波信号；所述正向调制回波信号的差频信号回波频率为f+，所述负向调制回波信号的差频信号回波f-+；其中：
f+＝kτ；f-+＝k(τ-T)；
τ---回波延时时间；
S4.2，所述第一处理装置(12)设置T>>τ，则并且该第一处理装置(12)设置过滤与所述第一发射天线(11)发送正向调制波信号的调制系数不同的连续波调频信号；也即所述第一无线电高度表(10)获取所述正向调制回波信号，过滤掉所述负向调制回波信号；
S4.3，所述第二接收天线(23)分别接收负向调制回波信号、正向调制回波信号；所述负向调制回波信号的差频信号回波频率为f-，所述负向调制回波信号的差频信号回波f+-；其中：
f-＝-kτ；f+-＝k(T-τ)；
S4.4，所述第二处理装置(22)设置T>>τ，则并且该第二处理装置(22)设置过滤与所述第二发射天线(21)发送负向调制波信号的调制系数不同的连续波调频信号；也即所述第二无线电高度表(20)获取所述负向调制回波信号，过滤掉所述正向调制回波信号。
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