CN104849700B - 软件信道化相参捷变频雷达接收机及接收方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种软件信道化相参捷变频雷达接收机，包括：本地频率振荡器模块，产生固定频率的第一组单频信号和固定频率的第二组单频信号；波形产生与上变频器模块，选择雷达所需的基带波形，根据基带波形产生相应的中频波形，将中频波形上变频到雷达射频，将雷达射频放大发射雷达射频信号；以及信号采集与下变频器模块，接收雷达射频信号并下变频到中频，将雷达射频信号放大之后进行数字采样，对雷达射频信号进行数字下变频，将信号在数字域解调到基带。本发明还公开了一种软件信道化相参捷变频雷达接收方法。本发明具有如下优点：在不增加设备量的前提下大幅度扩充雷达捷变频频率点数；系统的相参性好；多频点同时接收，观测距离范围大。

Description

软件信道化相参捷变频雷达接收机及接收方法

技术领域

本发明属于雷达原理与雷达技术范畴，具体设计一种软件信道化相参捷变频雷达接收机及接收方法。

背景技术

频率捷变一直以来被认为是最有效的雷达抗干扰手段，通过在脉冲间不断的改变发射频率，雷达可以有效的欺骗和干扰侦察机的工作，从而实现不容易被侦察，测量和干扰的目的。早期的捷变频雷达由于接收机技术的限制，通常工作于非相参状态。非相参捷变频雷达的接收机无法利用从目标反射回来的信号的相位信息，难以获得现代雷达所具有的相参积累，运动目标处理，高分辨合成带宽/孔径成像的能力，很难继续适应现代雷达技术的发展。

相参捷变频雷达，就是要在脉冲间实现雷达工作频率快速捷变，在当前脉冲和下一个脉冲的工作频率是不一样时，能够有效的获取反射信号的相位信息。这种雷达一方面具有了传统捷变频雷达优异的反侦察、抗干扰能力，又可以利用信号的相位实现相参积累，运动目标处理，高分辨成像的能力，具有非常高的应用价值。

在相参捷变频雷达中，接收机具有关键的地位。这是因为影响工作频率捷变的频率源，系统相参性能的解调和采样模块均在接收机中。产生整部雷达统一的、能够在脉冲间快速切换的、稳定的工作频率，以及在信号的解调放大过程中保持信号的相位信息不受相位噪声的污染，是相参捷变雷达接收机技术的关键。因此，本发明所属的相参雷达接收机技术领域，就是探讨如何利用各种技术手段，来保证雷达在发射和接收的过程中，能够快速的改变工作频率，同时能够获取接收信号的相位信息。

下面对该领域已有的技术进行简单的回顾：

1，接收相参频率捷变技术。接收相参技术是一种较为简便的相参捷变频接收机。在发射时，雷达发射机通过调整放大器的振荡频率来改变发射信号的频率。于此同时，通过耦合器耦合一部分功率非常小，但频率和相位与发射脉冲相同的信号出来。进一步地，利用这个耦合出来的小信号去对一个频率与发射信号频率接近的本地振荡器进行锁相，从而使本地振荡器的输出与发射信号的频率与相位相同。最后利用本地振荡器的输出对接收到的从目标反射回来的回波信号进行解调，从而实现雷达信号的相参接收。接收相参频率捷变技术原理简单，对雷达各子系统的复杂性，尤其是发射机的复杂性要求较低。但是，由于受控制本振的相位和频率的锁相环的性能的限制，这一技术能够达到的相参性往往不佳，会引入较大的随机附加相位，对雷达性能产生不利的影响。

2，直接频率合成频率捷变技术。该方法是由T.H.Einstein在1984年美国国防技术报告中首次提出，并逐渐经Wehner,Levanon等人发展后的一种实现频率捷变与相参合成相结合的接收机技术。该方法采用超外差方式，在发射上变频通道和接收下变频通道采用相同的频率源，从而能够保证整个雷达系统的严格相参。在上变频和下变频的过程中，该方法采用了经典的两级变频超外差方式。在发射信号上变频的过程中，首先用一个频率较低且固定的第一本地振荡信号将基带波形调制到一个固定载频上，然后在利用一个可以捷变的，频率较高的第二本地振荡信号在发射信号调制到最后所需的射频频率上去。在接收的过程中，首先采用与发射时相同第二本地振荡信号将接收信号解调到第一本地振荡信号的振荡频率附近，然后再采用第一本地振荡信号将接收信号解调到基带或者中频进行模数转换和后续的处理。在这一过程中，由于发射上变频和接收下变频所采用频率源完全相同，因此，整个雷达系统可以保持非常好的相参性，引入的附加相位误差较小。雷达工作频率的捷变通过改变第二本地振荡信号的频率完成。第二本地振荡信号通过一系列不同频率的信号及其高次谐波进行和频、差频的处理完成，频率的改变通过控制微波开关选通不同的和、差频通道完成。该方法的优势在于相参性好，频率切换速率较快。但是由于和、差频的设备较为复杂，且设备量会随着频点数的增多而显著增加，从而限制了其在频率捷变频点数要求较高的场合的应用。

3，锁相环(PLL)频率合成频率捷变技术。与直接频率合成频率捷变方法类似，该方法也采用了二次变频超外差的方式，同时在发射上变频和接收下变频均采用相同的本地振荡信号，从而可以很好地保持相参性能。有所不同的是，锁相环频率合成频率捷变的第一本振信号是由锁相环根据控制信号产生的，其频率是可变的。而第二本振信号是固定的。这与直接频率合成方法存在较大不同。锁相环频率合成频率捷变方法的优势在于，第一本地振荡信号采用锁相环技术，设备较为简单，同时可以根据控制指令产生非常多的不同振荡频率。这使得雷达可用的工作频率点的数量大大增加，同时不会显著的增加系统的复杂度，实现较为简便。但存在的问题主要在于锁相环需要一个反馈控制过程才能够使产生的第一本地振荡信号稳定下来，这一时间往往较长，从而影响了雷达系统的频率捷变速率。

方法2)和方法3)还有一个共同的问题在于：为了实现系统的相参，在发射上变频和接收下变频的工作中使用了同样的本地振荡信号。而在频率捷变雷达中，往往下一个脉冲的工作频率会较前一个脉冲发生改变。这样就造成时延上大于一个脉冲重复周期的回波信号的频率与当前雷达系统的工作频率不一致，从而无法被正确的解调和接收。这就造成了雷达的所观测的目标的延迟只能小于脉冲重复间隔，从而限制了雷达的探测距离。这对于中、高脉冲重复频率(PRF)的雷达系统是非常不利的。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提供一种既能够使雷达系统具有良好的相参性，又不会显著增加系统复杂度的相参捷变频雷达接收机，用于简化相参捷变频类的结构，提高性能。

本发明的另一个目的在于解决雷达作用距离受脉冲重复频率限制的问题，使相参捷变频雷达能够探测时延在一倍雷达脉冲重复周期以外的目标。

该接收机由一个本地振荡信号源，波形产生与上变频器、信号采集与下变频器共三个部分构成。三个部分协同工作，实现相参捷变频雷达信号的产生和接收。

为了实现上述目的，本发明的第一方面的实施例公开了一种软件信道化相参捷变频雷达接收机，包括：

本地频率振荡器模块，产生固定频率的第一组单频信号和固定频率的第二组单频信号；

波形产生与上变频器模块，选择雷达所需的基带波形，根据所述基带波形产生相应的中频波形，将所述中频波形上变频到雷达射频，将所述雷达射频放大发射雷达射频信号；以及

信号采集与下变频器模块，接收所述雷达射频信号并下变频到中频，将所述雷达射频信号放大之后进行数字采样，对所述雷达射频信号进行数字下变频，将信号在数字域解调到基带。

根据本发明实施例的软件信道化相参捷变频雷达接收机，第一、硬件复杂度低。接收机采用了数字波形生成技术，可以根据需求简便的产生不同的中频频率，从而改变系统的工作频率。这样的方式不用增加设备量即可达到大幅度扩充雷达捷变频频率点数的目的。第二、系统的相参性好。在雷达的发射和接收过程中，射频频率源均采用前文所述的第一组单频信号，能够保证不引入随机附加相位。而波形产生和信号采集的时钟信号均采用了前文所述的第二组单频信号，不同频点的信号产生和解调均在数字域进行，同样也不会引入随机、不可知的附加相位。第三、多频点同时接收，观测距离范围大。接收解调采用数字方式，可以采用数字信号处理技术对信号进行同时、多频点的解调接收，而不必依赖于当前发射信号的频率。接收机就可以对时延分布在在多个脉冲重复周期的信号进行同时接收，从而扩大了雷达观测距离范围。

另外，根据本发明上述实施例的相参捷变频雷达杂波抑制算法还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述的本地频率振荡器模块包括：

电源模块，将供给接收机的电源转换为本地振荡频率源所需的电源；

射频频率源模块，产生所述第一组单频信号；以及

中频采样频率源模块，产生所述第二组单频信号。

进一步地，所述的波形产生与上变频器模块包括：

电源模块，用于给波形产生与上变频器提供不同电压、功率的电源；

通信接口模块，接收雷达系统下达的控制指令；

控制模块，用于根据系统指令产生控制中频信号产生模块的控制信号；

中频信号产生模块，根据所述控制信号，并采用第二组单频信号作为采样时钟，产生指定调制波形和中频频率的中频信号；以及

上变频模块，将中频信号和所述第一组单频信号进行混频。

进一步地，所述的信号采样与下变频器包括：

电源模块，用于给雷达射频信号采样与下变频器的模块提供不同电压和/或功率的电源；

前置放大器模块，对雷达射频信号进行前置放大；

下变频模块，将前置放大后的所述雷达射频信号与所述第一组单频信号进行混频，将所述混频后的射频信号解调到中频；

信号采样模块，将所述第二组单频信号作为采样时钟，对解调到中频的所述射频信号进行模拟-数字转换采样；

信号处理模块，将采集到的数字信号进行数字下变频，正交解调；以及

通信接口模块，用于接收雷达系统下达的处理参数。

进一步地，所述的通信模块采用以太网、串口和并口中至少一种通信软硬件协议实现信息的交互。

进一步地，所述中频信号产生模块还包括用于滤除信号中的镜频、谐波、杂散的频率分量滤除模块。

进一步地，所述下变频模块包括宽带射频乘法器、镜频抑制滤波器和放大器。

此外，本发明的另一方面的实施例还提出了一种软件信道化相参捷变频雷达接收方法，包括以下步骤：

A：产生固定频率的第一组单频信号和固定频率的第二组单频信号；

B：择雷达所需的基带波形，根据所述基带波形产生相应的中频波形；

C：将所述中频波形上变频到雷达射频；

D：将所述雷达射频放大发射雷达射频信号；

E：接收所述雷达射频信号并下变频到中频；

F：将所述雷达射频信号放大之后进行数字采样；

G：对所述雷达射频信号进行数字下变频；

H：将信号在数字域解调到基带。

根据本发明实施例的软件信道化相参捷变频雷达接收方法，在不增加设备量的前提下大幅度扩充雷达捷变频频率点数；系统的相参性好；多频点同时接收，观测距离范围大。

另外，根据本发明上述实施例的软件信道化相参捷变频雷达接收方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述步骤B包括：

B1：根据系统指令产生控制中频信号产生模块的控制信号；

B2：采用第二组单频信号作为采样时钟；

B3：根据B1所述的控制信号和B2所述的采样时钟，产生指定调制波形和中频频率的中频信号。

进一步地，在所述步骤B3和步骤C之间还包括步骤B4：滤除信号中的镜频、谐波、杂散的频率分量。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例和附图。其中：

图1表示本发明软件信道化相参捷变频雷达接收机本地频率振荡器的结构原理图；

图2表示本发明软件信道化相参捷变频雷达接收机波形产生与上变频器的结构原理图；

图3表示本发明软件信道化相参捷变频雷达接收机信号采样与下变频器的结构原理图；

图4表示本发明软件信道化相参捷变频雷达接收机的结构关系图；

图5表示本发明软件信道化相参捷变频雷达接收机信号采样与下变频器中中频信号产生模块的结构原理图；

图6表示本发明软件信道化相参捷变频雷达接收机波形产生与上变频器中上变频模块的结构原理图；

图7表示本发明软件信道化相参捷变频雷达接收机信号采样与下变频器中下变频模块的结构原理图；

图8表示本发明软件信道化相参捷变频雷达接收机信号采样与下变频器中信号处理模块的处理算法模块组成原理图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

以下结合附图描述根据本发明实施例的一种具有驾驶风格识别的自动变速器换挡控制方法。

图1表示本发明软件信道化相参捷变频雷达接收机本地频率振荡器的结构原理图，图2表示本发明软件信道化相参捷变频雷达接收机波形产生与上变频器的结构原理图，图3表示本发明软件信道化相参捷变频雷达接收机信号采样与下变频器的结构原理图。请参照图1至图3，本发明软件信道化相参捷变频雷达接收机本地频率振荡器100包括：电源模块110，用于给本地振荡器各模块提供不同电压，不同功率的电源；射频频率源模块120，用于产生波形产生与上变频器200中上变频模块250，以及信号采样与下变频器300中下变频模块330所需的第一组单频信号,该信号的频率记为f_LO；中频采样频率源模块130，用于产生波形产生与上变频器200中中频信号产生模块240，以及信号采样与下变频器300中信号采样模块340所需的第二组单频信号,该信号的频率记为f_s。

其中射频频率源模块120产生的第一组单频信号的频率为一固定值，不随雷达工作频率的捷变而改变。频率值由雷达的工作频段决定，与发射信号的射频频率接近。该第一组单频信号的特点是频率稳定度高，抖动小，相位噪声小。

请再次参照图3，其中中频采样频率源模块130产生的第二组单频信号的频率为一固定值，该单频信号将作为中频信号产生模块240和采样模块340的采样时钟，因此其频率应当与模块240和模块340能够支持的采样时钟频率相匹配。该第二组单频信号的特点是频率稳定度高，抖动小，相位噪声小。

请再次参考图2，本发明软件信道化相参捷变频雷达接收机波形产生与上变频器200包括：电源模块210，用于给波形产生与上变频器各个模块提供不同电压，不同功率的电源；通信接口模块220，用于接收雷达整机下发的控制指令(例如调制波形形式，带宽，中频频率等)，并进行解码后转换；控制模块230，用于根据控制指令生成能够正确控制中频信号产生模块工作的控制指令(诸如波形序列，相位序列，DDS工作模式码等)；中频信号产生模块240，用于根据控制指令和第二组单频信号提供的采样时钟，采用数字-模拟转换的方式产生需要的中频波形；上变频模块250，用于将模块240产生的中频波形和模块120产生的第一组单频信号进行混频，再滤除镜频频率后成为可供雷达发射机放大并发射的射频信号。

其中通信接口模块220，所采用的通信接口方式可以为(但不仅限于)以太网，串口(RS-232或工业用RS-485)。其作用在于将雷达整机下发的指令接收并解码。由于相参捷变频雷达相邻脉冲的工作频率不同，这种改变是通过中频信号产生模块240产生的信号中频频率不同实现的。因此，指令下发的方式可以为两种：第一种是单次下发，即每个脉冲下发一次控制指令，该指令指定了下一脉冲所应该具有的中频频率，波形形式，带宽等。第二种是批量下发，即一次下发若干个脉冲对应控制指令，构成一个指令队列，该指令队列指定了接下来若干个脉冲应有的中频频率，波形形式，带宽等。

其中控制模块230，采用可编程处理器(DSP，FPGA或者单片机等)实现，配合在处理器上运行的相关控制软件完成对模块240的控制。该控制模块根据雷达整机指定的中频波形的调制波形形式(例如单频脉冲、线性调频脉冲等)a(t)，脉冲宽度T，带宽B，采样率f_s，中频频率f_IF，生成模块240所需的控制序列x_n。例如，当调制波形为线性调频脉冲，模块240采用数模转换器实现数字-模拟转换时，控制序列x_n为

x_n＝rect(nf_s/T)cos[2π·(f_IF·f_s·n+B/T·n²-B/2·n)]

其中，rect(t)为方脉冲函数，其定义为当0≤t≤1时，rect(t)＝1，其他情况下rect(t)＝0。当调制波形为线性调频脉冲，模块240采用的直接数字合成器(DDS)实现数字-模拟转换时，控制序列x_n为

x_n＝2π·(f_IF·f_s·n+B/T·n²-B/2·n)

其中中频信号产生模块240，其功能是根据模块230提供的控制指令，完成数字-模拟转换，并滤除模拟信号中相应的镜频、杂散等无用频率分量，从而得到中频波形。

图5表示本发明软件信道化相参捷变频雷达接收机信号采样与下变频器中中频信号产生模块的结构原理图。请参考图5，该图示出了中频信号产生模块240的一种组成结构，包括数字-模拟转换模块241，滤波模块242。其中，数字-模拟转换模块241可采用数模转换(DA)芯片或者直接数字合成(DDS)实现，完成根据第二组单频信号提供的采样节拍，将模块230给出的控制序列转换为模拟信号的功能。滤波模块242为带通滤波器，其滤波通带应包括min(f_IF)-B/2到max(f_IF)+B/2之间的频率范围，而之外的频率范围均应设置为滤波阻带。

其中的上变频模块250，其功能是将模块240产生的中频波形与模块120生成的第一组单频信号进行混频，并通过镜频抑制滤波得到雷达发射的射频信号。

图6表示本发明软件信道化相参捷变频雷达接收机波形产生与上变频器中上变频模块的结构原理图。请参考图6，该图示出了模块250的一种组成结构，包括射频乘法模块251，镜频滤波模块252。其中，射频乘法模块251完成将中频波形和第一组单频信号相乘的功能。根据三角函数积化和差公式，相乘后的信号主要包含两个频率分别在f_LO+f_IF和f_LO-f_IF附近的信号分量。镜频滤波模块252为带通滤波器，其功能为根据雷达系统需求保留前述两个频率分量中的一个，而滤除另一个。

请再次参照图3，本发明软件信道化相参捷变频雷达接收机信号采样与下变频器300包括：电源模块310，用于给接收机信号采样与下变频器各个模块提供不同电压，不同功率的电源；前置放大模块320，用于将接收到的回波信号进行初步放大，以降低整个信号采样与下变频器300的噪声系数。下变频模块330，用于将模块320放大后的回波信号和模块120产生的第一组单频信号进行混频，将信号下变频到中频。信号采样模块340，用于对下变频后的模拟中频信号采样，得到数字中频信号。信号处理模块350，用于将数字中频信号根据不同的中频频率同时进行正交解调形成多路基带I/Q复数信号，然后通过滤波其除去其它频点可能的信号分量。通信接口模块360，用于雷达整机的相关控制指令。

其中通信接口模块360，所采用的通信接口方式可以为(但不仅限于)以太网，串口(RS-232或工业用RS-485)。其作用在于将雷达整机下发的指令接收并解码。接收到的指令应包括，同时正交解调的中频频率，通道滤波器的带宽等信号处理模块350所需的参数。

其中前置放大模块320，采用射频低噪声放大器构成。其通带频带应覆盖相参捷变频雷达所有的工作频率。其噪声系数应尽可能小，从而降低接收机后续处理对整个信号采样与下变频器300噪声系数的影响。

其中下变频模块330，其功能是将模块320放大后的射频信号与模块120生成的第一组单频信号进行混频，并通过镜频抑制滤波，从而得到下变频后的中频信号。

图7表示本发明软件信道化相参捷变频雷达接收机信号采样与下变频器中下变频模块的结构原理图。请参考图7，该图示出了模块320的一种组成结构，包括射频乘法模块331，镜频滤波模块332。其中，射频乘法模块331完成将射频信号和第一组单频信号相乘的功能。根据三角函数积化和差公式，相乘后的信号主要包含两个频率分别在f_RF+f_LO和f_RF-f_LO附近的信号分量。镜频滤波模块332为低通滤波器，其功能为根据雷达系统需求保留相乘后频率分量在f_RF-f_LO的信号分量，即中频模拟信号。

其中信号采样模块340，由模拟数字转换(ADC)芯片及其外围电路组成。其功能为按照第二组单频信号提供的采样时钟，将中频模拟信号采样，转化为中频数字信号。ADC芯片的工作频率不应低于第二组单频信号的频率。

其中信号处理模块350，包括以可编程数字信号处理芯片(如DSP,FPGA,GPU等)为核心构成的硬件单元，以及在硬件上运行的处理算法软件构成。根据通信接口模块360给出的参数，包括需要同时解调的共K组中频频率f_IF(1),f_IF(2),…,f_IF(K)，和通道滤波器带宽，信号处理模块采用数字处理方式，对模块340得到的数字中频信号进行正交解调和滤波，得到对应不同工作频点的基带信号。

图8表示本发明软件信道化相参捷变频雷达接收机信号采样与下变频器中信号处理模块的处理算法模块组成原理图。请参考图8，图8给出了信号处理模块350的处理算法模块组成框图。其中，中频数字信号x_n由模块340给出，中频频率f_IF(1),f_IF(2),…,f_IF(K)由通信接口模块360给出。算法中包含了K个正弦函数模块：351(1)～351(K)；K个余弦函数模块352(1)～352(K)；2K个数字乘法器：353(1)～353(K)、354(1)～354(K)；2K个数字低通滤波器：355(1)～355(K)，356(1)～356(K)。采用这些模块，构成了K个正交解调和滤波通道，可以实现采用不同的中频频率对采样信号进行正交解调，并滤除不同频点信号间的相互干扰，从而实现多个频点的同时接收。

对于第k个正交解调和滤波通道，其对应的中频频率为f_IF(k)。在第n个采样时刻：正弦函数模块351(k)的输出为sin[2πf_IF(k)/f_s·n]，余弦函数模块352(k)的输出为cos[2πf_IF(k)/f_s·n]，通过数字乘法器353(k)和354(k)同时和输入序列x_n相乘，得到

XR_n(k)＝x_n·cos[2πf_IF(k)/f_s·n]

XI_n(k)＝x_n·sin[2πf_IF(k)/f_s·n]

然后，XR_n和XI_n分别经过数字低通滤波355(k)和356(k)滤波后，形成序列R_n和I_n：

R_n(k)＝filter(XR_n(k))

I_n(k)＝filter(XI_n(k))

其中，filter(·)为滤波算子。这样，得到的对应中频频率f_IF(k)的频点的回波信号经接收机解调后的输出为

X_n(k)＝R_n(k)+jI_n(k)

其中，j为虚数符号。

图4表示本发明软件信道化相参捷变频雷达接收机的结构关系图。请参考图4，软件信道化相参捷变频雷达接收机000的输入为：来自雷达整机的控制信息，包括每个脉冲的雷达工作频率、调制波形参数、需要同时接收解调的中频频率；雷达天线接收到的回波信号；电源。

软件信道化相参捷变频雷达接收机000的输出为：可供雷达进行功率放大后发射的射频波形；解调后的K路基带接收数字信号。

软件信道化相参捷变频雷达接收机000包括三个组成部分，一个本地频率振荡器100，一个波形产生与上变频器200，一个信号采样与下变频器300。本地频率振荡器产生的第一组单频信号和第二组单频信号。其中，第一组单频信号连接到波形产生与上变频器200中的上变频模块250和信号采样与下变频器300中的下变频模块330。第二组单频信号连接到波形产生与上变频器200中的中频信号产生模块240和信号采样与下变频器300中的信号采样模块340。

软件信道化相参捷变频雷达接收机加电后，各子系统和模块按照前文所述的工作原理同时工作，完成雷达的发射信号产生和回波信号接收的功能，同时完成相参捷变频雷达特有的工作频率在脉冲间捷变以及在发射与接收过程中保持相参性，不引入随机附加相位的特性。

另外，本发明实施例的软件信道化相参捷变频雷达接收机及接收方法的其它构成以及作用对于本领域的技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (8)

1.一种软件信道化相参捷变频雷达接收机，其特征在于，包括：

本地频率振荡器模块，产生固定频率的第一组单频信号和固定频率的第二组单频信号；

波形产生与上变频器模块，选择雷达所需的基带波形，根据所述基带波形产生相应的中频波形，将所述中频波形上变频到雷达射频，将所述雷达射频放大发射雷达射频信号，其中，所述的波形产生与上变频器模块包括：

电源模块，用于给波形产生与上变频器提供不同电压、功率的电源；

通信接口模块，接收雷达系统下达的控制指令；

控制模块，用于根据系统指令产生控制中频信号产生模块的控制信号；

中频信号产生模块，根据所述控制信号，并采用第二组单频信号作为采样时钟，产生指定调制波形和中频频率的中频信号；以及

上变频模块，将中频信号和所述第一组单频信号进行混频；以及

信号采集与下变频器模块，接收所述雷达射频信号并下变频到中频，将所述雷达射频信号放大之后进行数字采样，对所述雷达射频信号进行数字下变频，将信号在数字域解调到基带。

2.根据权利要求1所述的软件信道化相参捷变频雷达接收机，其特征在于，所述的本地频率振荡器模块包括：

电源模块，将供给接收机的电源转换为本地振荡频率源所需的电源；

射频频率源模块，产生所述第一组单频信号；以及

中频采样频率源模块，产生所述第二组单频信号。

3.根据权利要求1所述的软件信道化相参捷变频雷达接收机，其特征在于，所述的信号采样与下变频器包括：

电源模块，用于给雷达射频信号采样与下变频器的模块提供不同电压和/或功率的电源；

前置放大器模块，对雷达射频信号进行前置放大；

下变频模块，将前置放大后的所述雷达射频信号与所述第一组单频信号进行混频，将所述混频后的射频信号解调到中频；

信号采样模块，将所述第二组单频信号作为采样时钟，对解调到中频的所述射频信号进行模拟-数字转换采样；

信号处理模块，将采集到的数字信号进行数字下变频，正交解调；以及

通信接口模块，用于接收雷达系统下达的处理参数。

4.根据权利要求1所述的软件信道化相参捷变频雷达接收机，其特征在于，所述的通信模块采用以太网、串口和并口中至少一种通信软硬件协议实现信息的交互。

5.根据权利要求1所述的软件信道化相参捷变频雷达接收机，其特征在于，所述中频信号产生模块还包括用于滤除信号中的镜频、谐波、杂散的频率分量滤除模块。

6.根据权利要求3所述的软件信道化相参捷变频雷达接收机，其特征在于，所述下变频模块包括宽带射频乘法器、镜频抑制滤波器和放大器。

7.一种软件信道化相参捷变频雷达接收方法，其特征在于，包括以下步骤：

A：产生固定频率的第一组单频信号和固定频率的第二组单频信号；

B：择雷达所需的基带波形，根据所述基带波形产生相应的中频波形，其中，步骤B包括：

B1：根据系统指令产生控制中频信号产生模块的控制信号；

B2：采用第二组单频信号作为采样时钟；

B3：根据B1所述的控制信号和B2所述的采样时钟，产生指定调制波形和中频频率的中频信号；

C：将所述中频波形上变频到雷达射频；

D：将所述雷达射频放大发射雷达射频信号；

E：接收所述雷达射频信号并下变频到中频；

F：将所述雷达射频信号放大之后进行数字采样；

G：对所述雷达射频信号进行数字下变频；

H：将信号在数字域解调到基带。

8.根据权利要求7所述的软件信道化相参捷变频雷达接收方法，在所述步骤B3和步骤C之间还包括步骤B4：滤除信号中的镜频、谐波、杂散的频率分量。