CN110045360B - 一种毫米波线性调频测距的选频方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种毫米波线性调频测距的选频方法，涉及毫米波应用领域，还包括毫米波线性调频选频系统，所述毫米波线性调频选频系统包括毫米波线性调频雷达、前置放大器、带通滤波器、主路放大器、带阻滤波器、检波积分电路、支路放大器和比较器，采用两路处理，一路带通，一路带阻，更突出所选频率的信号，再使两路信号进行比较，使选频有效率更高，且系统内全部采用硬件组成，不包括任何软件存在，避免了软件运行过程中执行错误的风险，系统安全性更高，系统更简洁，功能模块可视，在测试和处理故障时更方便，本发明输出信号规整，且安全性更高，测试和处理故障时更方便。

Description

一种毫米波线性调频测距的选频方法
技术领域
本发明涉及毫米波应用领域，具体涉及一种毫米波线性调频测距的选频方法。
背景技术
随着科技的进步，毫米波技术也得到了飞速的发展。毫米波兼具红外高精度和微波全天候的特点，近年来，随着我国毫米波固态器件及单片电路的突破性进展，其可靠性程度大幅提高、成本大大降低，且系统实现上体积小、重量轻、使用灵活方便。
毫米波线性调频也被应用于越来越多的场合，特别是测距和测速方面。其基本原理就是距离信息和速度信息能够对应到差频信息，所以对差频的频率选择准确是测距和测速准确的体现。
在以往的选频方法中有用芯片将信号进行采样，利用FFT算法，实现软件选频，但是软件选频存在软件跑飞的风险，也存在系统不起振，程序不能执行的风险，且在故障排查时非常不便；
也有利用滤波器直接滤波选频，但是滤波器直接滤波选频的输出信号不规整，不便后端的信号处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种毫米波线性调频测距的选频方法，采用两路处理，一路带通，一路带阻，更突出所选频率的信号，再使两路信号进行比较，使选频有效率更高，且系统内全部采用硬件组成，不包括任何软件存在，避免了软件运行过程中执行错误的风险，系统安全性更高，系统更简洁，功能模块可视，在测试和处理故障时更方便，本发明输出信号规整，且安全性更高，测试和处理故障时更方便。
一种毫米波线性调频测距的选频方法，还包括毫米波线性调频选频系统，所述毫米波线性调频选频系统包括毫米波线性调频雷达、前置放大器、带通滤波器、主路放大器、带阻滤波器、检波积分电路、支路放大器和比较器，所述毫米波线性调频雷达用于信号输入，前置放大器用于放大信号，带通滤波器和带阻滤波器用于对信号进行滤波选择，主路放大器和支路放大器也用于信号放大，检波积分电路用于对信号进行检波积分，比较器用于对不同信号进行比较选择；
所述毫米波线性调频雷达与前置放大器连接，所述前置放大器分别与带通滤波器和带阻滤波器连接，所述带通滤波器还与主路放大器连接，主路放大器再于比较器连接，所述带阻滤波器还与检波积分电路连接，检波积分电路再与支路放大器连接，支路放大器再与比较器连接；采用两路处理，一路带通，一路带阻，更突出所选频率的信号，再使两路信号进行比较，使选频有效率更高。
所述毫米波线性调频测距的选频方法是：
第一步，毫米波线性调频雷达利用毫米波线性调频在不同距离产生不同的差频信号，作为系统的信号输入，输送给前置放大器；
第二步，前置放大器将毫米波线性调频雷达所输入的小信号进行放大，再将放大的信号分别输送给带通滤波器和带阻滤波器进行处理；毫米波线性调频雷达将在探测目标的时候产生的差频输入前置放大器进行放大，差频在放大后分别进入中心频率一样的带通滤波器和带阻滤波器中。
第三步，带通滤波器将输入信号中的带外信号进行抑制，只通过选定频率的信号，并将选定频率的信号作为输出信号输送给主路放大器进行放大，然后作为比较器的信号端输入；
第四步，带阻滤波器将输入信号中的带内信号进行抑制，只通过带外信号，并将带外信号作为输出信号输送给检波积分电路，检波积分电路接收到信号后先进行检波，然后再积分，最后得到一个近似直流信号，该近似直流信号先通过支路放大器进行放大，然后也作为比较器的信号端输入；
第五步，比较器接收分别来自主路放大器和支路放大器的输入信号，并将两路输入信号作为参考信号进行比较；
若来自主路放大器的输入信号比来自支路放大器的输入信号大，则比较器输出一个选定频道的方波信号；当差频在滤波器的频带内时，则带通滤波器对信号是不抑制的，带阻滤波器对信号是抑制的，这时主路信号远远大于支路信号，主路信号再经过主路放大器后也远远大于经过检波积分电路和支路放大器的支路信号，在输入到比较器后，比较器会输出频率和主路信号相同的方波信号，即选定频带的方波，方波信号的频率就是所选信号的频率，从而完成毫米波线性调频的选频。
若来自主路放大器的输入信号比来自支路放大器的输入信号小，则比较器不输出任何信号。当差频不在滤波器的频带内时，则带通滤波器对信号是抑制的，带阻滤波器对信号不抑制，这样主路信号远远小于支路信号，同样主路信号再经过主路放大器后也远远小于经过检波积分电路和支路放大器的支路信号，在输入到比较器的时候比较器没有输出，那么选定频带的方波是没有的，也就是目前的频率不是所要选择的频率。
优选的，所述毫米波线性调频选频系统内全部采用硬件组成，不包括任何软件存在。
优选的，所述前置放大器输出信号时，同时给带通滤波器和带阻滤波器输出相同的信号。
优选的，所述带通滤波器和主路放大器构成信号处理的主路，所述带阻滤波器、检波积分电路和支路放大器构成信号处理的支路，当主路出现故障停止工作时支路也停止工作，当支路出现故障停止工作时主路也停止工作。
优选的，所述主路放大器和支路放大器对信号的放大幅度相同。
本发明的优点在于：结构简单，使用灵活，采用两路处理，一路带通，一路带阻，更突出所选频率的信号，再使两路信号进行比较，使选频有效率更高，且系统内全部采用硬件组成，不包括任何软件存在，避免了软件运行过程中执行错误的风险，系统安全性更高，系统更简洁，功能模块可视，在测试和处理故障时更方便，本发明输出信号规整，且安全性更高，测试和处理故障时更方便。
附图说明
图1为本发明的系统原理图；
图2为本发明的方法流程图；
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图2所示，一种毫米波线性调频测距的选频方法，还包括毫米波线性调频选频系统，所述毫米波线性调频选频系统包括毫米波线性调频雷达、前置放大器、带通滤波器、主路放大器、带阻滤波器、检波积分电路、支路放大器和比较器，所述毫米波线性调频雷达用于信号输入，前置放大器用于放大信号，带通滤波器和带阻滤波器用于对信号进行滤波选择，主路放大器和支路放大器也用于信号放大，检波积分电路用于对信号进行检波积分，比较器用于对不同信号进行比较选择；系统内全部采用硬件组成，不包括任何软件存在，避免了软件运行过程中执行错误的风险，系统安全性更高。
所述毫米波线性调频雷达与前置放大器连接，所述前置放大器分别与带通滤波器和带阻滤波器连接，所述带通滤波器还与主路放大器连接，主路放大器再于比较器连接，所述带阻滤波器还与检波积分电路连接，检波积分电路再与支路放大器连接，支路放大器再与比较器连接；纯硬件组成的系统更简洁，功能模块可视，在测试和处理故障时更方便。
所述毫米波线性调频测距的选频方法是：
第一步，毫米波线性调频雷达利用毫米波线性调频在不同距离产生不同的差频信号，作为系统的信号输入，输送给前置放大器；
第二步，前置放大器将毫米波线性调频雷达所输入的小信号进行放大，再将放大的信号分别输送给带通滤波器和带阻滤波器进行处理；
第三步，带通滤波器将输入信号中的带外信号进行抑制，只通过选定频率的信号，并将选定频率的信号作为输出信号输送给主路放大器进行放大，然后作为比较器的信号端输入；
第四步，带阻滤波器将输入信号中的带内信号进行抑制，只通过带外信号，并将带外信号作为输出信号输送给检波积分电路，检波积分电路接收到信号后先进行检波，然后再积分，最后得到一个近似直流信号，该近似直流信号先通过支路放大器进行放大，然后也作为比较器的信号端输入；
第五步，比较器接收到分别来自主路放大器和支路放大器的输入信号，并将两路输入信号作为参考信号进行比较；
若来自主路放大器的输入信号比来自支路放大器的输入信号大，则比较器输出一个选定频道的方波信号；
若来自主路放大器的输入信号比来自支路放大器的输入信号小，则比较器不输出任何信号。系统输出是带有频率信息的方波，波形规整，适合更多种信号处理方法，给后端的信号处理提供了更多的可选方法。
所述毫米波线性调频选频系统内全部采用硬件组成，不包括任何软件存在。避免了软件运行过程中执行错误的风险，系统安全性更高。
所述前置放大器输出信号时，同时给带通滤波器和带阻滤波器输出相同的信号。系统简洁高效。
所述带通滤波器和主路放大器构成信号处理的主路，所述带阻滤波器、检波积分电路和支路放大器构成信号处理的支路，当主路出现故障停止工作时支路也停止工作，当支路出现故障停止工作时主路也停止工作。采用两路处理，一路带通，一路带阻，更突出所选频率的信号，再使两路信号进行比较，使选频有效率更高。
所述主路放大器和支路放大器对信号的放大幅度相同。控制变量，更容易判断。
具体实施方式及原理：
毫米波线性调频雷达将在探测目标的时候产生的差频输入前置放大器进行放大，差频在放大后分别进入中心频率一样的带通滤波器和带阻滤波器中；
当差频不在滤波器的频带内时，则带通滤波器对信号是抑制的，带阻滤波器对信号不抑制，这样主路信号远远小于支路信号，同样主路信号再经过主路放大器后也远远小于经过检波积分电路和支路放大器的支路信号，在输入到比较器的时候比较器没有输出，那么选定频带的方波是没有的，也就是目前的频率不是所要选择的频率；
当差频在滤波器的频带内时，则带通滤波器对信号是不抑制的，带阻滤波器对信号是抑制的，这时主路信号远远大于支路信号，主路信号再经过主路放大器后也远远大于经过检波积分电路和支路放大器的支路信号，在输入到比较器后，比较器会输出频率和主路信号相同的方波信号，即选定频带的方波，方波信号的频率就是所选信号的频率，从而完成毫米波线性调频的选频。
基于上述，本发明结构简单，使用灵活，采用两路处理，一路带通，一路带阻，更突出所选频率的信号，再使两路信号进行比较，使选频有效率更高，且系统内全部采用硬件组成，不包括任何软件存在，避免了软件运行过程中执行错误的风险，系统安全性更高，系统更简洁，功能模块可视，在测试和处理故障时更方便，本发明输出信号规整，且安全性更高，测试和处理故障时更方便。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (4)

1.一种毫米波线性调频测距的选频方法，其特征在于，包括毫米波线性调频选频系统，所述毫米波线性调频选频系统包括毫米波线性调频雷达、前置放大器、带通滤波器、主路放大器、带阻滤波器、检波积分电路、支路放大器和比较器，所述毫米波线性调频雷达用于信号输入，前置放大器用于放大信号，带通滤波器和带阻滤波器用于对信号进行滤波选择，主路放大器和支路放大器也用于信号放大，检波积分电路用于对信号进行检波积分，比较器用于对不同信号进行比较选择；
所述毫米波线性调频雷达与前置放大器连接，所述前置放大器分别与带通滤波器和带阻滤波器连接，所述带通滤波器还与主路放大器连接，主路放大器再于比较器连接，所述带阻滤波器还与检波积分电路连接，检波积分电路再与支路放大器连接，支路放大器再与比较器连接；
所述毫米波线性调频测距的选频方法是：
第一步，毫米波线性调频雷达利用毫米波线性调频在不同距离产生不同的差频信号，作为系统的信号输入，输送给前置放大器；
第二步，前置放大器将毫米波线性调频雷达所输入的小信号进行放大，再将放大的信号分别输送给带通滤波器和带阻滤波器进行处理；
第三步，带通滤波器将输入信号中的带外信号进行抑制，只通过选定频率的信号，并将选定频率的信号作为输出信号输送给主路放大器进行放大，然后作为比较器的信号端输入；
第四步，带阻滤波器将输入信号中的带内信号进行抑制，只通过带外信号，并将带外信号作为输出信号输送给检波积分电路，检波积分电路接收到信号后先进行检波，然后再积分，最后得到一个直流信号，该直流信号先通过支路放大器进行放大，然后也作为比较器的信号端输入；
第五步，比较器接收到分别来自主路放大器和支路放大器的输入信号，并将两路输入信号作为参考信号进行比较；
若来自主路放大器的输入信号比来自支路放大器的输入信号大，则比较器输出一个选定频道的方波信号；
若来自主路放大器的输入信号比来自支路放大器的输入信号小，则比较器不输出任何信号。
2.根据权利要求1所述的一种毫米波线性调频测距的选频方法，其特征在于：所述前置放大器输出信号时，同时给带通滤波器和带阻滤波器输出相同的信号。
3.根据权利要求1所述的一种毫米波线性调频测距的选频方法，其特征在于：所述带通滤波器和主路放大器构成信号处理的主路，所述带阻滤波器、检波积分电路和支路放大器构成信号处理的支路，当主路出现故障停止工作时支路也停止工作，当支路出现故障停止工作时主路也停止工作。
4.根据权利要求1所述的一种毫米波线性调频测距的选频方法，其特征在于：所述主路放大器和支路放大器对信号的放大幅度相同。
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