CN110376576B - 一种多基地协同无线电探测系统及探测方法 - Google Patents

一种多基地协同无线电探测系统及探测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多基地协同无线电探测系统及探测方法。该系统通过主基站向从基站发射调频步进信号以及通讯数据。从基站由通讯数据中获取第一时钟信号，并根据第一时钟信号调整本地时钟信号得到第二时钟信号，基于第二时钟信号确定主基站发射的调频步进信号的第一接收时间，以及探测目标反射的反射调频步进信号的第二接收时间；将第一接收时间和第二接收时间作为探测信息，通过以太网发送至主基站。主基站基于探测信息采用时差定位方式确定探测目标的位置信息，确保多个点的无线电探测装置的时间同步性，进而提高距离精度；提高多个基站的无线电探测装置的多脉冲积累效果，进而提升了探测距离能力。

Description

一种多基地协同无线电探测系统及探测方法
技术领域
本发明实施例涉及无线电探测技术，尤其涉及一种多基地协同无线电探测系统及探测方法。
背景技术
无线电探测手段是一种有效的非合作目标探测手段，通过无线电探测手段可以实现目标区域的三坐标的安全控制、区域警戒控制等。
无线电探测手段包括单基地模式和多基地模式。其中，单基地模式可以是雷达探测模式。然而，由于雷达在发射端发射信号时，接收端不能接收信号，导致单基地模式的无线电探测手段容易存在较大范围的覆盖盲区。多基地模式的无线电探测手段可以比较容易的解决覆盖盲区的问题，但是，如何使多个地方的无线电探测装置实现同步仍然是亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种多基地协同无线电探测系统及探测方法，可以解决各个基站的时间同步问题，进而提升探测定位精度，提高系统积累效能的目的。
第一方面，本发明实施例提供了一种多基地协同无线电探测系统，包括至少一个主基站和至少三个从基站，所述主基站与从基站通过以太网连接：
所述主基站，用于发射调频步进信号，并通过所述以太网向从基站发送通讯数据，以及，接收从基站发送的探测信息，基于所述探测信息采用时差定位方式确定探测目标的位置信息，其中，所述通讯数据包括第一时钟信号；
所述从基站，用于获取所述第一时钟信号，根据所述第一时钟信号调整所述从基站的本地时钟信号得到第二时钟信号；
基于所述第二时钟信号确定所述主基站发射的调频步进信号的第一接收时间，以及所述探测目标反射的反射调频步进信号的第二接收时间；
将所述第一接收时间和第二接收时间作为探测信息，通过所述以太网发送至所述主基站。
第二方面，本发明实施例还提供了一种多基地协同无线电探测方法，包括至少一个主基站和至少三个从基站，所述主基站与从基站通过以太网连接：
所述主基站发射调频步进信号，并通过所述以太网向从基站发送通讯数据，其中，所述通讯数据包括第一时钟信号；
所述从基站获取所述第一时钟信号，根据所述第一时钟信号调整所述从基站的本地时钟信号得到第二时钟信号；
所述从基站基于所述第二时钟信号确定所述主基站发射的调频步进信号的第一接收时间，以及所述探测目标反射的反射调频步进信号的第二接收时间；
所述从基站将所述第一接收时间和第二接收时间作为探测信息，通过所述以太网发送至所述主基站；
所述主基站接收从基站发送的探测信息，基于所述探测信息采用时差定位方式确定探测目标的位置信息。
本发明实施例提供一种多基地协同无线电探测系统，通过主基站向从基站发射调频步进信号以及通讯数据；从基站由通讯数据中获取第一时钟信号，从基站根据第一时钟信号调整本地时钟信号得到第二时钟信号；从基站基于第二时钟信号确定主基站发射的调频步进信号的第一接收时间，以及探测目标反射的反射调频步进信号的第二接收时间；将第一接收时间和第二接收时间作为探测信息，通过以太网发送至主基站；主基站接收从基站发送的探测信息，基于探测信息采用时差定位方式确定探测目标的位置信息，可以支持多基站协同探测时差定位体制的无线电探测装置的同步。确保多个点的无线电探测装置的时间同步性，进而提高距离精度；提高多个基站的无线电探测装置的多脉冲积累效果，进而提升了探测距离能力。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种多基地协同无线电探测系统的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的一种多基地协同无线电探测系统中调频步进信号的波形示意图；
图3为本发明实施例一提供的一种多基地协同无线电探测系统中调频步进频信号的波形示意图；
图4为相关技术中的常规锁相环的结构示意图；
图5为本发明实施例一提供的一种多基地协同无线电探测系统的同步示意图；
图6为本发明实施例一提供的一种数字化双抖动清除锁相环的示意图；
图7为本发明实施例提供的一种数字化双抖动清除锁相环中D触发器的输出波形示意图；
图8为本发明实施例提供的一种数字化双抖动清除锁相环的工作波形示意图；
图9为本发明实施例提供的一种多基地协同无线电探测系统中无线电发射接收关系示意图；
图10为本发明实施例提供的一种多基地协同无线电探测系统同步网络连接示意图；
图11为本发明实施例提供的一种多基地协同无线电探测系统同步示意图；
图12为本发明实施例提供的一种多基地协同无线电探测系统中频率同步示意图；
图13为本发明实施例提供的一种多基地协同无线电探测系统中脉冲同步示意图；
图14为本发明实施例二提供的一种多基地协同无线电探测方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种多基地协同无线电探测系统的结构示意图。该系统用于执行本发明实施例所述的多基地协同无线电探测方法。如图1所示，该系统包括：
至少一个主基站110和至少三个从基站120，主基站110与从基站120通过以太网130连接。
主基站110，用于发射调频步进信号，并通过所述以太网130向从基站120发送通讯数据，以及，接收从基站120发送的探测信息，基于所述探测信息采用时差定位方式确定探测目标的位置信息，其中，所述通讯数据包括第一时钟信号。
从基站120，用于获取所述第一时钟信号，根据所述第一时钟信号调整所述从基站120的本地时钟信号得到第二时钟信号。基于所述第二时钟信号确定所述主基站110发射的调频步进信号的第一接收时间，以及所述探测目标反射的反射调频步进信号的第二接收时间。将所述第一接收时间和第二接收时间作为探测信息，通过所述以太网130发送至所述主基站110。
本发明实施例中主基站的数量为至少一个，从基站的数量为至少三个，主基站与从基站通过以太网连接。多个基站之间的传输是一种单点对多点或者多点对多点的传输关系。此外，主基站(即发射基站)可以随着系统的需要进行扩充。
需要说明的是，时差定位法根据同一声发射源或电磁波发射源所发出的声发射信号或电磁波发射信号到达不同传感器的时间差异以及传感器布置的空间位置，通过它们的几何关系列出方程并求解，可得到声发射或源电磁波发射源的精确位置。本发明实施例中，不同位置处的从基站接收主基站发射的调频步进信号，以及，由探测目标反射的反射调频步进信号。从基站确定调频步进信号与反射调频步进信号的接收时间，并将接收时间与从基站标志信息关联后发送给主基站。
多基地协同无线电探测系统存在多个基站的无线电探测装置(例如雷达)的时间同步需求。为了实现不同位置分布的无线电探测装置的采集数据与主基站的数据的时间同步(或时间协调)，本发明实施例采用了千兆光纤以太网作为传输介质，使用多基地协同无线电探测方法来实现分布式的系统同步，基于这一方法可以实现数千米范围内多个节点之间亚纳秒级的同步能力，提升系统的相参性能。该方法支持多节点(>100)、数千米级长距离频率分布和时间同步，实现好于100ps的同步精度和亚纳秒同步准确度。
本发明实施例中主基站发射调频步进信号。可选的，所述调频步进信号的脉冲宽度根据期望的探测盲区确定，所述调频步进信号的调频带宽和脉冲数根据期望的脉冲压缩增益确定，以及，所述调频步进信号的脉冲重复周期根据从基站的探测范围确定。图2为本发明实施例一提供的一种多基地协同无线电探测系统中调频步进信号的波形示意图。如图2所示，调频步进信号的脉冲宽度τ与探测盲区相适应，调频带宽B及脉冲串内脉冲数N与期望获得的脉冲压缩增益10×log(NτB)相适应，脉冲串内脉冲重复周期T的选择应使接收站探测范围落于距离不模糊区。
可选的，可以设置T＝30us、50us、100us以及τ＝0.5us、1us。
通过重复周期选择，可以保证在一个调度周期内，具有512/1024/2048点的积累。
本发明实施例中，每一个发射波形段的发射波形是调频步进信号，既获得了高距离分辨力，又保持了宽脉冲雷达信号系统的强探测能力。为了获得距离像的高分辨能力，本发明实施例采用调频步进信号的工作方式。
主基站发射的调频步进频信号为：
Figure BDA0002140540730000071
上式中：
Figure BDA0002140540730000072
Tr为调频步进信号子脉冲重复周期，TP为发射脉冲宽度，f0为载频起始频率，Δf为频率步进的间隔，N为频率步进数，第n个子脉冲的初相为θn，光速为c。图3为本发明实施例一提供的一种多基地协同无线电探测系统中调频步进频信号的波形示意图。
回波信号与本振信号混频后得到的雷达视频回波基带信号为：
Figure BDA0002140540730000073
假定目标静止，目标回波不改变初相，此时
Figure BDA0002140540730000074
对回波信号在t＝nTr+2R/C时刻进行采样，假设视频回波幅度不变，取An＝1，则对N个子脉冲组成的序列进行快速傅里叶变换(IFFT)处理并进行取模得
Figure BDA0002140540730000075
可见经过IFFT处理后的时间分辨率为
Figure BDA0002140540730000076
印证了调频步进信号具有距离高分辨的能力。
本发明实施例中，每个从基站(也称为接收节点)中的无线电探测装置与主基站(也称为发射节点)中的无线电探测装置建立网络连接，从该网络链路中恢复出上一级的时钟并经过从节点内部的锁相环，以消除抖动。需要说明的是，时钟恢复是基于数据流中的锁相环锁定技术实现。
示例性的，从基站还包括第一锁相环和第二锁相环。其中，第一锁相环，由串行总线接口或所述以太网获取所述通讯数据，并由所述通讯数据中获取所述第一时钟信号，并将所述第一时钟信号输出至所述第二锁相环。第二锁相环，根据所述第一时钟信号、与所述第一时钟信号的时钟频率存在设定倍数关系的辅助时钟信号以及本地时钟信号，确定用于调整所述本地时钟信号的调整参数。可选的，第一锁相环可以为常规锁相环，第二锁相环可以是数字化双抖动清除锁相环。图4为相关技术中的常规锁相环的结构示意图。图5为本发明实施例一提供的一种多基地协同无线电探测系统的同步示意图。如图5所示，主基站510和各个从基站517通过以太网连接。主基站510通过GTX(串行总线接口)/千兆以太网511发送通讯数据，其中，通讯数据包括第一时钟信号。常规锁相环由GTX(串行总线接口)/千兆以太网516获取通讯数据，并恢复出该通讯数据包含的第一时钟信号。数字化双抖动清除锁相环500包括鉴相器512和环路控制器513；鉴相器512与环路控制器513电连接，鉴相器512分别以第一时钟信号、辅助时钟信号和本地时钟信号为输入信号，输出本地时钟信号与第一时钟信号的相位差至环路控制器513。环路控制器513根据相位差确定从基站的晶振515的调整参数，其中，所述调整参数用于指示所述晶振515根据所述调整参数调整所述本地时钟信号得到第二时钟信号，其中，所述第二时钟信号与所述第一时钟信号的时钟频率相匹配。从而，通过锁相环的调谐控制本地时钟锁定到输入时钟频率上。需要说明的是，若环路控制器513输出的调整参数是数字信号形式，则通过数模转换器514将其转换成模拟信号形式再输出至晶振515。
本发明实施例中，通过构建一种数字化双抖动清除锁相环来实现系统的时间锁定，这种锁相环可以在丢失若干输入时钟输入沿的情况下，锁相环仍旧可以保持频率锁定，不丢失系统的同步性。同时，可以极大的提升时钟的同步质量和精度。数字化双抖动清除锁相环的输入是基于串行数据而不是时钟。该锁相环仅需要在特定的时间段内输入一定数量的上升沿就可以完成锁定。可选的，可以通过合理的编码机制，保证足够数量的上升沿数量。例如，基于8B10B编码协议(通常用于串行高速通信中)，该协议可以确保不会超过5个连续相同的电平取值。
本发明实施例中，采用如图4所示的常规锁相环由串行总线接口或者千兆以太网中恢复出主基站的时钟信号，由于该时钟信号是质量很差的，不能直接用于系统时钟同步。可选的，可以将该时钟信号作为第一时钟信号输出至数字化双抖动清除锁相环作为一路时钟输入。数字化双抖动清除锁相环的另一路时钟输入是从基站的本地晶振输出的时钟信号，即为本地时钟信号。数字化双抖动清除锁相环的再一路时钟输入是与第一时钟信号的时钟频率存在设定倍数关系的辅助时钟信号。以CLKA表示第一时钟信号，则与CLKA的时钟频率fCLKA存在设定倍数的辅助时钟信号的时钟频率fCLKoffset可以是：
Figure BDA0002140540730000091
其中，n为常数，其取值通常可以通过本地晶振的时钟频率决定。
Δf＝fCLKA-foffset 5-6
需要说明的是，公式5-6中Δf代表第一时钟信号以及与辅助时钟信号的频率偏差，如果Δf越小，则可以获得更高精度的τDTMD。
图6为本发明实施例一提供的一种数字化双抖动清除锁相环的示意图。如图6所示，图6分别示出了一种数字化双抖动清除锁相环的结构示意图、一种数字化双抖动清除锁相环的电路图、以及一种数字化双抖动清除锁相环的输入信号的时序关系图。如图6所示，鉴相器包括D触发器、去毛刺及脉冲整形装置和平均相位差计数器。所述D触发器包括第一D触发器和第二D触发器，所述第一D触发器的输入端分别接入所述第一时钟信号和所述辅助时钟信号，所述第二D触发器的输入端分别接入所述本地时钟信号和所述辅助时钟信号，所述第一D触发器输出第一时钟脉冲信号，所述第二D触发器输出第二时钟脉冲信号，其中，所述第一时钟脉冲信号与第二时钟脉冲信号的相位不同。所述去毛刺及脉冲整形装置的输入端分别与所述第一D触发器和第二D触发器的输出端连接，用于分别对所述第一时钟脉冲信号和第二时钟脉冲信号进行滤波及整形处理，得到第一时钟脉冲子信号和第二时钟脉冲子信号。所述平均相位差计数器的输入端与所述去毛刺及脉冲整形装置的输出端连接，用于计算所述第一时钟脉冲子信号和第二时钟脉冲子信号的相位差。
需要说明的是，去毛刺及脉冲整形装置可以是具有去毛刺功能以及脉冲整形功能的电路。例如，可以有电容和/或电感构成去毛刺及脉冲整形装置。可选的，还可以由其它元器件构成去毛刺及脉冲整形装置，本发明实施例并不做具体限定。
本发明实施例中，第一时钟信号和辅助时钟信号的相位差可以表示为：
Figure BDA0002140540730000101
其中，
Figure BDA0002140540730000102
表示第一时钟信号和辅助时钟信号之间的相位差；Δtdtmd表示D触发器的输出上升沿的时间差。Tbeat表示Δf的鉴相周期。
图7为本发明实施例提供的一种数字化双抖动清除锁相环中D触发器的输出波形示意图。图7示出了第一D触发器和第二D触发器输出的第一时钟脉冲信号和第二时钟脉冲信号，两者输出上升沿的时间差是Δtdtmd。
需要说明的是，数字化双抖动清除锁相环构建了一种从高频率域到低频率域的相位转换方法，实现了相位差的放大效果，从而，可以很好的去除相位噪声的效果。
举例来说，如果时钟频率为125MHz，Δf为10khz。如果时间计数器的精度为1ns，那么此时的测量精度为80ps。
图8为本发明实施例提供的一种数字化双抖动清除锁相环的工作波形示意图。如图8所示，CLKA为第一时钟信号，CLKB为第二时钟信号，以及，clkoffset为辅助时钟。数字化双抖动清除锁相环输出两个频率低很多的输出频率(图8示出的output A和output B)。
本发明实施例中，通过环路控制器可以调谐本地晶振的频率到输入频率上，即将本地时钟信号的时钟频率调谐到第一时钟信号的时钟频率上。
本发明实施例中，可选的，数字化双抖动清除锁相环包括鉴相器和环路控制器，且鉴相器和环路控制器是相互分离的两个部分，这样设计的好处在于可以人为的在第一时钟信号和输出的第二时钟信号之间增加预设相位差。
本实施例的技术方案，通过主基站向从基站发射调频步进信号以及通讯数据；从基站由通讯数据中获取第一时钟信号，从基站根据第一时钟信号调整本地时钟信号得到第二时钟信号；从基站基于第二时钟信号确定主基站发射的调频步进信号的第一接收时间，以及探测目标反射的反射调频步进信号的第二接收时间；将第一接收时间和第二接收时间作为探测信息，通过以太网发送至主基站；主基站接收从基站发送的探测信息，基于探测信息采用时差定位方式确定探测目标的位置信息，可以支持多基站协同探测时差定位体制的无线电探测装置的同步。确保多个点的无线电探测装置的时间同步性，进而提高距离精度；提高多个基站的无线电探测装置的多脉冲积累效果，进而提升了探测距离能力。
图9为本发明实施例提供的一种多基地协同无线电探测系统中无线电发射接收关系示意图。如图9所示，多基地协同无线电探测系统包括多个主基地探测设备和多个从基地探测设备。采用绝对时间的收发脉冲时间同步。全系统发射基站及接收基站采用GPS或北斗授时模块分别独立进行异步授时并实现时间同步。
本发明实施例中，采用光纤形式的1000M同步以太网作为工程实现手段。图10为本发明实施例提供的一种多基地协同无线电探测系统同步网络连接示意图。如图10所示，多个从基地探测设备的同步网络1010通过光纤与主基地探测设备同步网络1020交换通信连接，并且主基地探测设备同步网络交换1020与主基地探测设备1030通信连接。需要说明的是，无论主基地探测设备还是从基地探测设备中均配置GPS接收机，GPS接收机可以提供1pps信号。通过实测，本发明实施例可以实现1pps的恢复同步精度优于250ps，标准差约在40ps。通过1pps信号的同步，可以进一步实现时钟频率的同步，进而可以实现多个无线电探测装置(即主基地探测设备或从基地探测设备)的时钟、频率的同步。图11为本发明实施例提供的一种多基地协同无线电探测系统同步示意图。如图11所示，通过同步网络可以实现不同无线电探测装置之间的射频信号采样、触发时间、射频频率合成以及处理时间均同步的效果。
图12为本发明实施例提供的一种多基地协同无线电探测系统中频率同步示意图。如图12所示，主基地探测设备中，鉴相器获取时钟输入信号，通过鉴相器确定时钟输入信号的主基地探测设备时钟相位差，并将主基地探测设备时钟相位差输出至频率合成器(例如，DDS频率合成器)，通过频率合成器对主基地探测设备时钟相位差进行处理，得到扫频输出信号并发送至功率放大器。通过功率放大器对扫频输出信号进行放大。通过天线发射放大处理后的扫频输出信号。从基地探测设备通过天线接收主基地探测设备发送的扫频输出信号，并输入至从基地探测设备的频率合成器接收机。另外，主基地探测设备的频率合成器和从基地探测设备的频率合成器接收机(例如，DDS频率合成器接收机)通过同步网络连接。并且，同步网络实现了125MHz的时钟主基站和从基站之间的相参。
图13为本发明实施例提供的一种多基地协同无线电探测系统中脉冲同步示意图。如图13所示，主基地探测设备产生主基站(即主基地，或者代表主基地探测设备)的时钟对应的脉冲，通过脉冲数字转换处理，将该脉冲转换为数字信号，并通过同步网络发送给从基站。从基站由主基站发送的数字信号中恢复出该脉冲。需要说明的是，时间差的校准可以通过同步以太网PTP协议(precise time protocol，精确时间协议)实现。
实施例二
图14为本发明实施例二提供的一种多基地协同无线电探测方法的流程图。该方法由多基地协同无线电探测系统执行，并且通过执行该方法可以实现系统同步。如图14所示，该方法包括：
步骤110、主基站发射调频步进信号，并通过所述以太网向从基站发送通讯数据。
本发明实施例中，通讯数据包括第一时钟信号。至少一个主基站与至少三个从基站通过以太网连接构成多基地协同无线电探测系统。
需要说明的是，调频步进信号的脉冲宽度根据期望的探测盲区确定，所述调频步进信号的调频带宽和脉冲数根据期望的脉冲压缩增益确定，以及，所述调频步进信号的脉冲重复周期根据从基站的探测范围确定。主基站发射的调频步进信号的相关参数已在实施例1中介绍，此处不再赘述。
需要说明的是，探测信息包括从基站发送的第一接收时间、第二接收时间以及该从基站的标志信息等等。
步骤120、从基站获取所述第一时钟信号，根据所述第一时钟信号调整所述从基站的本地时钟信号得到第二时钟信号。
示例性的，从基站通过第一锁相环由串行总线接口或所述以太网的通讯数据中获取所述第一时钟信号。其中，第一锁相环可以是常规锁相环。
从基站的第二锁相环根据所述第一时钟信号、与所述第一时钟信号的时钟频率存在设定倍数关系的辅助时钟信号以及本地时钟信号，确定用于调整所述本地时钟信号的调整参数，其中，所述调整参数用于指示所述晶振根据所述调整参数调整所述本地时钟信号得到第二时钟信号，所述第二时钟信号与所述第一时钟信号的时钟频率相匹配。其中，第二锁相环可以是数字化双抖动清除锁相环。第二锁相环的结构及工作过程已在实施例一中介绍，此处不再赘述。
步骤130、从基站基于所述第二时钟信号确定所述主基站发射的调频步进信号的第一接收时间，以及所述探测目标反射的反射调频步进信号的第二接收时间。
示例性的，从基站基于第二时钟信号调整本地晶振，使本地晶振输出的时钟频率与主基站的时钟信号的频率相匹配，从而将本地晶振的频率稳定的锁定到主基站的无线电探测装置的工作频率上。这是，从基站记录主基站发射的调频步进信号的第一接收时间，以及所述探测目标反射的反射调频步进信号的第二接收时间，就与主基站不存在不同步的问题，可以供主基站直接使用。
步骤140、从基站将所述第一接收时间和第二接收时间作为探测信息，通过所述以太网发送至所述主基站。
步骤150、主基站接收从基站发送的探测信息，基于所述探测信息采用时差定位方式确定探测目标的位置信息。
本申请实施例中，基于所述探测信息采用时差定位方式确定探测目标的位置信息包括：主基站根据不同从基站发送的接收时间的顺序，采用时差定位法，计算探测目标的距离。将多个从基站对应的探测目标的距离进行联合计算，得到该探测目标的位置，并进行编号，对探测目标进行编号的目的是为了形成航迹和管理航迹之便。
本实施例的技术方案，通过主基站向从基站发射调频步进信号以及通讯数据；从基站由通讯数据中获取第一时钟信号，从基站根据第一时钟信号调整本地时钟信号得到第二时钟信号；从基站基于第二时钟信号确定主基站发射的调频步进信号的第一接收时间，以及探测目标反射的反射调频步进信号的第二接收时间；将第一接收时间和第二接收时间作为探测信息，通过以太网发送至主基站；主基站接收从基站发送的探测信息，基于探测信息采用时差定位方式确定探测目标的位置信息，可以支持多基站协同探测时差定位体制的无线电探测装置的同步。确保多个点的无线电探测装置的时间同步性，进而提高距离精度；提高多个基站的无线电探测装置的多脉冲积累效果，进而提升了探测距离能力。
在上述各个实施例的基础上，多基地协同无线电探测系统的工作过程如下：
(1)探测扫描区域规划：根据用户需要设定探测定位装置的预警区域，对设定区域进行多站点任务规划；
(2)设定预警区：用户划定预警区域，当无线电探测装置发现可疑目标进入设定区域后，发出预警；
(3)在同步网络的驱动下，系统实现时钟、频率和触发的同步；
(4)主基站的无线电探测装置发射调频步进信号，包括：
第一步，根据无线电探测装置的探测需求，确定该无线定探测装置的工作频率f0及瞬时带宽信号的工作带宽B。
第二步，产生线性调频中断连续波(即调频步进信号)；基于线性调频中断连续波的方案，可以降低系统的时间同步要求，降低了接收射频信号采样难度，提高了近距离探测的能力。
第三步，采用调频步进信号作为发射信号。
需要说明的是，常规无线电探测装置发射波形以重复脉冲为主，脉冲每次发射单一波形。为了增强系统探测能力，常规探测系统脉冲宽度选取交宽，通常都选取在10微秒以上，导致常规系统不能够探测近距离目标。而采用调频步进信号作为发射信号，雷达(即无线电探测装置)每个脉冲时间缩短到几百纳秒，几乎没有近距盲区。每个脉冲发射调制波形，且频点也步进增加，使得雷达发射信号带宽增大，从而提高雷达的距离分辨能力。
(5)从基站的无线电探测装置接收主基站发射的调频步进信号、以及从探测目标反射回来的主基站探测信号(即反射调频步进信号)。
需要说明的是，从基站的无线电探测装置在信号接收时，首选对单个脉冲采用匹配滤波技术，之后对多个脉冲进行相参积累，为探测目标带来很大的信噪比增益。匹配滤波与相参积累能够增大雷达探测距离。
(6)从基站对探测目标对应的目标信号进行积累，通过以太网将探测信息送往主基站(也可以是控制中心)，主基站将多个从基站的探测信息进行基于时差体制的定位计算，实现对探测目标的三维定位。
如果期望的话，这里所讨论的不同功能可以以不同顺序执行和/或彼此同时执行。此外，如果期望的话，以上所描述的一个或多个功能可以是可选的或者可以进行组合。
如果期望的话，上文所讨论的各步骤并不限于各实施例中的执行顺序，不同步骤可以以不同顺序执行和/或彼此同时执行。此外，在其他实施例中，以上所描述的一个或多个步骤可以是可选的或者可以进行组合。
虽然本发明的各个方面在独立权利要求中给出，但是本发明的其它方面包括来自所描述实施方式的特征和/或具有独立权利要求的特征的从属权利要求的组合，而并非仅是权利要求中所明确给出的组合。
这里所要注意的是，虽然以上描述了本发明的示例实施方式，但是这些描述并不应当以限制的含义进行理解。相反，可以进行若干种变化和修改而并不背离如所附权利要求中所限定的本发明的范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (5)

1.一种多基地协同无线电探测系统，其特征在于，包括至少一个主基站和至少三个从基站，所述主基站与从基站通过以太网连接：
所述主基站，用于发射调频步进信号，并通过所述以太网向从基站发送通讯数据，以及，接收从基站发送的探测信息，基于所述探测信息采用时差定位方式确定探测目标的位置信息，其中，所述通讯数据包括第一时钟信号；
所述从基站，用于获取所述第一时钟信号，根据所述第一时钟信号调整所述从基站的本地时钟信号得到第二时钟信号；
基于所述第二时钟信号确定所述主基站发射的调频步进信号的第一接收时间，以及所述探测目标反射的反射调频步进信号的第二接收时间；
将所述第一接收时间和第二接收时间作为探测信息，通过所述以太网发送至所述主基站；
其中，所述从基站还包括第一锁相环和第二锁相环；
所述第一锁相环，用于由串行总线接口或所述以太网获取所述通讯数据，并由所述通讯数据中获取所述第一时钟信号，并将所述第一时钟信号输出至所述第二锁相环；
所述第二锁相环，用于根据所述第一时钟信号、与所述第一时钟信号的时钟频率存在设定倍数关系的辅助时钟信号以及本地时钟信号，确定用于调整所述本地时钟信号的调整参数；
所述第二锁相环包括鉴相器和环路控制器；
所述鉴相器与所述环路控制器电连接，用于分别以所述第一时钟信号、所述辅助时钟信号和所述本地时钟信号为输入信号，输出所述本地时钟信号与所述第一时钟信号的相位差至所述环路控制器；
所述环路控制器，用于根据所述相位差确定所述从基站的晶振的调整参数，其中，所述调整参数用于指示所述晶振根据所述调整参数调整所述本地时钟信号得到第二时钟信号，所述第二时钟信号与所述第一时钟信号的时钟频率相匹配；
所述鉴相器包括D触发器、去毛刺及脉冲整形装置和平均相位差计数器；
所述D触发器包括第一D触发器和第二D触发器，所述第一D触发器的输入端分别接入所述第一时钟信号和所述辅助时钟信号，所述第二D触发器的输入端分别接入所述本地时钟信号和所述辅助时钟信号，所述第一D触发器输出第一时钟脉冲信号，所述第二D触发器输出第二时钟脉冲信号，其中，所述第一时钟脉冲信号与第二时钟脉冲信号的相位不同；
所述去毛刺及脉冲整形装置的输入端分别与所述第一D触发器和第二D触发器的输出端连接，用于分别对所述第一时钟脉冲信号和第二时钟脉冲信号进行滤波及整形处理，得到第一时钟脉冲子信号和第二时钟脉冲子信号；
所述平均相位差计数器的输入端与所述去毛刺及脉冲整形装置的输出端连接，用于计算所述第一时钟脉冲子信号和第二时钟脉冲子信号的相位差。
2.根据权利要求1所述的多基地协同无线电探测系统，其特征在于，所述调频步进信号的脉冲宽度根据期望的探测盲区确定，所述调频步进信号的调频带宽和脉冲数根据期望的脉冲压缩增益确定，以及，所述调频步进信号的脉冲重复周期根据从基站的探测范围确定。
3.一种多基地协同无线电探测方法，其特征在于，包括至少一个主基站和至少三个从基站，所述主基站与从基站通过以太网连接：
所述主基站发射调频步进信号，并通过所述以太网向从基站发送通讯数据，其中，所述通讯数据包括第一时钟信号；
所述从基站获取所述第一时钟信号，根据所述第一时钟信号调整所述从基站的本地时钟信号得到第二时钟信号；
所述从基站基于所述第二时钟信号确定所述主基站发射的调频步进信号的第一接收时间，以及所述探测目标反射的反射调频步进信号的第二接收时间；
所述从基站将所述第一接收时间和第二接收时间作为探测信息，通过所述以太网发送至所述主基站；
所述主基站接收从基站发送的探测信息，基于所述探测信息采用时差定位方式确定探测目标的位置信息；
其中，所述从基站还包括第一锁相环和第二锁相环；
所述第一锁相环，用于由串行总线接口或所述以太网获取所述通讯数据，并由所述通讯数据中获取所述第一时钟信号，并将所述第一时钟信号输出至所述第二锁相环；
所述第二锁相环，用于根据所述第一时钟信号、与所述第一时钟信号的时钟频率存在设定倍数关系的辅助时钟信号以及本地时钟信号，确定用于调整所述本地时钟信号的调整参数；
所述第二锁相环包括鉴相器和环路控制器；
所述鉴相器与所述环路控制器电连接，用于分别以所述第一时钟信号、所述辅助时钟信号和所述本地时钟信号为输入信号，输出所述本地时钟信号与所述第一时钟信号的相位差至所述环路控制器；
所述环路控制器，用于根据所述相位差确定所述从基站的晶振的调整参数，其中，所述调整参数用于指示所述晶振根据所述调整参数调整所述本地时钟信号得到第二时钟信号，所述第二时钟信号与所述第一时钟信号的时钟频率相匹配；
所述鉴相器包括D触发器、去毛刺及脉冲整形装置和平均相位差计数器；
所述D触发器包括第一D触发器和第二D触发器，所述第一D触发器的输入端分别接入所述第一时钟信号和所述辅助时钟信号，所述第二D触发器的输入端分别接入所述本地时钟信号和所述辅助时钟信号，所述第一D触发器输出第一时钟脉冲信号，所述第二D触发器输出第二时钟脉冲信号，其中，所述第一时钟脉冲信号与第二时钟脉冲信号的相位不同；
所述去毛刺及脉冲整形装置的输入端分别与所述第一D触发器和第二D触发器的输出端连接，用于分别对所述第一时钟脉冲信号和第二时钟脉冲信号进行滤波及整形处理，得到第一时钟脉冲子信号和第二时钟脉冲子信号；
所述平均相位差计数器的输入端与所述去毛刺及脉冲整形装置的输出端连接，用于计算所述第一时钟脉冲子信号和第二时钟脉冲子信号的相位差。
4.根据权利要求3所述的多基地协同无线电探测方法，其特征在于，所述调频步进信号的脉冲宽度根据期望的探测盲区确定，所述调频步进信号的调频带宽和脉冲数根据期望的脉冲压缩增益确定，以及，所述调频步进信号的脉冲重复周期根据从基站的探测范围确定。
5.根据权利要求3所述的多基地协同无线电探测方法，其特征在于，所述从基站获取所述第一时钟信号，包括：
所述从基站通过第一锁相环由串行总线接口或所述以太网的通讯数据中获取所述第一时钟信号。
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