CN105759248B - 一种雷达数据处理装置及信号数据处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种雷达数据处理装置及信号数据处理方法，装置包括电光转换器、条纹相机、光学数据处理器、计算机存储模块以及显示器，所述雷达的电信号发射端将所接收的信号发送到电光转换器的电输入接口，电光转换器的光输出接口通过光纤或波导器件连接条纹相机的输入物镜，条纹相机的读出系统通过探测器件、空间光调制器或者光纤通信线路与光学数据处理器连接，光学数据处理器信号输出端通过探测器将数据输出到计算机存储模块或连接显示器。本发明将条纹相机引入雷达数据通信领域，数据处理速度更快。

Description

一种雷达数据处理装置及信号数据处理方法
[技术领域]
本发明涉及雷达通信技术领域，具体的说是一种雷达数据处理装置及方法。
[背景技术]
在现有技术中，各种类型的雷达用于气象观测、空中交通控制等目的，雷达通过从天线向目标发射诸如微波的高频无线电波并且接收来自该目标的反射波或者散射波来探测该目标的大小、形状、距离、速度等，并将包含此类信息的电信号通过数据采集器转化为数字信号，导入至数据处理装置如计算机进行数据处理，继而获得便于数据分析的图像。
为实现上述目的，雷达因此在部件上需要：发射器，用于产生并输出脉冲形状的高频信号；天线，用于向大气发射由发射器产生的高频信号作为高频无线电波并且接收由目标反射或散射的高频无线电波；接收器，用于通过天线接收由物体反射的高频无线电波；以及用作切换装置的循环器，用于在从发射器到天线的高频信号传输和从天线到接收器的高频信号传输之间切换。
如果增加带宽提高分辨率，为获取相应带宽对应的所有信号，就需要配备高性能的ADC装置，这将成为一个问题。因此我们需要找到即使使用低于所需取样速率的取样速率也能保证高分辨率的方案。
条纹相机，又称为变像管扫描相机，可以将光信号的时间轴信息转换为空间轴信息，再通过CCD或cmos探测器进行信号的采集和分析，现有条纹相机，多主要用于材料的光谱性能和时间特性研究，用来测试上转换材料和晶体材料的荧光寿命。
[发明内容]
本发明的目的在于将条纹相机引入雷达数据处理装置，提供一种数据处理速度更快的雷达数据处理装置及信号数据处理方法。
为实现上述目的，设计一种新型雷达数据处理装置,装置包括电光转换器、条纹相机、光学数据处理器、计算机存储模块以及显示器，雷达的电信号发射端将所接收的信号发送到电光转换器的电输入接口，电光转换器的光输出接口通过光纤或波导器件连接条纹相机的输入物镜，条纹相机的读出系统通过探测器件、空间光调制器或者光纤通信线路与光学数据处理器连接，光学数据处理器信号输出端通过探测器将数据输出到计算机存储模块或连接显示器。
所述条纹相机，由输入物镜、快门、时间分析条纹管、供电单元、时间扫描及等帧时间的控制单元、读出系统、狭缝以及中性过滤器组成，所述时间分析条纹管采用制作在光纤面板上的光电阴极，两对偏转板，一个微通道板和制作在光纤面板上的荧光屏，可更换狭缝放置于紧靠光电阴极的光纤面板处，中性过滤器放置在输入物镜上。
所述时间分析条纹管，还替换为光耦合组件、光偏转器、泵浦光组件，其中光偏转器包括光波导，泵浦光沿竖直方向入射至光波导，则信号光沿水平方向通过光波导后由读出系统采集读取；光波导的功能层采用夹层结构，中间的芯层为信号光通道，泵浦光入射端面上设置有用以使泵浦光在芯层中形成光棱镜阵列的锯齿状泵浦光掩膜，所述光棱镜阵列是基于半导体中载流子诱导折射率变化效应，用于光束偏转。
所述电光转换器，包括电输入接口、稳压限流组件、半导体光组件和光输出接口，所述稳压限流单元和半导体光组件相连接，在稳压限流单元上还连接电输入接口，在半导体光组件上还连接光输出接口。
上述新型雷达数据处理装置的信号数据处理方法，雷达的电信号发射端通过信号线将电信号传输至电光转换器的电输入接口，电光转换器通过内设的稳压限流组件、半导体光组将电信号转化为光信号，并通过光输出接口输出，再通过光纤传输至条纹相机的输入物镜，通过条纹相机内设的时间分析条纹管将时序信号转变为空间排列的空域序列信号，条纹相机的读出系统通过探测器件、空间光调制器或者光纤通信线路与光学数据处理器连接，光学数据处理器信号输出端通过探测器输出数据到计算机存储模块或连接显示器。
转化后的光信号由条纹相机的输入物镜进入条纹相机，并经中性过滤器初步过滤后进入时间分析条纹管，即穿过放置于光纤面板处的可更换狭缝，经由两对偏转板及一个微通道板照射到光电阴极上，产生的光电子经加速聚焦和扫描后在荧光屏上成像，通过读出系统将信息输出。
本发明创新地将条纹相机引入雷达数据通信领域，数据处理速度更快，可达到皮秒量级的处理速度。
[附图说明]
图1为本发明雷达数据通信数据传输原理框图。
图2为电光转换原理框图。
图3为实施例一条纹相机结构框图。
图4为实施例二条纹相机结构框图。
[具体实施方式]
现结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步阐述，相信对本领域技术人员来说是清楚的。
实施例一
如图1所示，新型雷达数据处理装置，其特征在于，由雷达、电光转换器、条纹相机、光学数据处理器、计算机存储模块以及显示器组成，所述雷达的电信号发射端将所接收的信号发送到电光转换器的电输入接口，电光转换器的光输出接口通过光纤或波导器件连接条纹相机的输入物镜，条纹相机的读出系统通过探测器件、空间光调制器或者光纤通信线路与光学数据处理器连接，光学数据处理器信号输出端通过探测器将数据输出到计算机存储模块或连接显示器。
如图2所示，所述电光转换器，包括电输入接口、稳压限流组件、半导体光组件和光输出接口，所述稳压限流单元和半导体光组件相连接，在稳压限流单元上还连接电输入接口，在半导体光组件上还连接光输出接口。
条纹相机尽管被称为相机，但和普通意义的相机并不一致，它不是直接在胶片上记录，也不是记录顺序的各帧，而是类似连续图像或电影一样的记录，只是速度很快，可用来记录极短暂时间。条纹相机能执行两维分布，同时测量时间范畴或空间范畴的参数，由于它在时间和空间上有很高的分辨率，已经成为高时空诊断的有力工具。
如图3所示，所述条纹相机，由输入物镜、机械快门、时间分析条纹管、供电单元、时间扫描及等帧时间的控制单元、读出系统、狭缝以及中性过滤器组成，所述时间分析条纹管采用制作在光纤面板上的光电阴极，两对偏转板，一个微通道板和制作在光纤面板上的荧光屏，可更换狭缝放置于紧靠光电阴极的光纤面板处，中性过滤器放置在输入物镜上。
上述新型雷达数据处理装置的方法，雷达的电信号发射端通过信号线将电信号传输至电光转换器的电输入接口，电光转换器通过内设的稳压限流组件、半导体光组将电信号转化为光信号，并通过光输出接口输出，再通过光纤传输至条纹相机的输入物镜，通过条纹相机通过内设的时间分析条纹管将时序信号转变为空间排列的空域序列信号，条纹相机的读出系统通过探测器件、空间光调制器或者光纤通信线路与光学数据处理器连接，光学数据处理器信号输出端通过探测器输出数据到计算机存储模块或连接显示器。
转化后的光信号由条纹相机的输入物镜进入条纹相机，并经中性过滤器初步过滤后进入时间分析条纹管，即穿过放置于光纤面板处的可更换狭缝，经由两对偏转板及一个微通道板照射到光电阴极上，产生的光电子经加速聚焦和扫描后在荧光屏上成像，通过读出系统将信息输出。
实施例二
如图4所示，所述时间分析条纹管，还替换为光耦合组件、光偏转器、泵浦光组件，其中光偏转器包括光波导，泵浦光沿竖直方向入射至光波导，则信号光沿水平方向通过光波导后由读出系统采集读取；光波导的功能层采用夹层结构，中间的芯层为信号光通道，泵浦光入射端面上设置有用以使泵浦光在芯层中形成光棱镜阵列的锯齿状泵浦光掩膜，所述光棱镜阵列是基于半导体中载流子诱导折射率变化效应，用于光束偏转。

Claims (4)

1.一种雷达数据处理装置，包括电光转换器、条纹相机、光学数据处理器、计算机存储模块以及显示器，其特征在于:
雷达的电信号发射端通过信号线将电信号传输至电光转换器的电输入接口，电光转换器通过内设的稳压限流组件、半导体光组件将电信号转化为光信号，并通过光输出接口输出，再通过光纤传输至条纹相机的输入物镜，通过条纹相机内设的时间分析条纹管将时序信号转变为空间排列的空域序列信号，条纹相机的读出系统通过探测器件、空间光调制器或者光纤通信线路与光学数据处理器连接，光学数据处理器信号输出端通过探测器输出数据到计算机存储模块或连接显示器；
所述条纹相机由输入物镜、快门、时间分析条纹管、供电单元、时间扫描及等帧时间的控制单元、读出系统、可更换狭缝以及中性过滤器组成，所述时间分析条纹管由制作在光纤面板上的光电阴极，两对偏转板，一个微通道板和制作在光纤面板上的荧光屏组成，可更换狭缝放置于紧靠光电阴极的光纤面板处，中性过滤器放置在输入物镜上。
2.如权利要求1所述的一种雷达数据处理装置，其特征在于，所述电光转换器，包括电输入接口、稳压限流组件、半导体光组件和光输出接口，所述稳压限流组件和半导体光组件相连接，在稳压限流组件上还连接电输入接口，在半导体光组件上还连接光输出接口。
3.如权利要求1所述的一种雷达数据处理装置，其特征在于，所述时间分析条纹管，还替换为光耦合组件、光偏转器和泵浦光组件，其中光偏转器包括光波导，泵浦光沿竖直方向入射至光波导，则信号光沿水平方向通过光波导后由读出系统采集读取；光波导的功能层采用夹层结构，中间的芯层为信号光通道，泵浦光入射端面上设置有用以使泵浦光在芯层中形成光棱镜阵列的锯齿状泵浦光掩膜，所述光棱镜阵列是基于半导体中载流子诱导折射率变化效应，用于光束偏转。
4.一种基于权利要求1所述雷达数据处理装置的信号数据处理方法，其特征在于方法如下:
半导体光组件转化后的光信号由条纹相机的输入物镜进入条纹相机，并经中性过滤器初步过滤后进入时间分析条纹管，即穿过放置于光纤面板处的可更换狭缝，经由两对偏转板及一个微通道板照射到光电阴极上，产生的光电子经加速聚焦和扫描后在荧光屏上成像，通过读出系统将信息输出。
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