CN113030871A - 适用于火星次表层探测雷达的高低频回波交替处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了适用于火星次表层探测雷达的高低频回波交替处理方法，应用于高低频回波交替处理装置，所述装置包括时钟管理模块、模数转换芯片、参数解析模块以及数据采集模块，所述方法包括：时钟管理模块产生时钟信号、相参处理间隔信号、导前信号；模数转换芯片将经微波系统滤波放大后的模拟回波信号，转换为回波数据，送至数据采集模块；参数解析模块将本次相参处理间隔信号周期内的高低频波形参数送至数据采集模块；根据所述的高低频波形参数，数据采集模块对回波数据进行混频、滤波、抽取；本发明的优点在于：在同一CPI中采用高低频交替的波形参数对地表回波信号进行处理，满足交替处理高频与低频回波的应用。

Description

适用于火星次表层探测雷达的高低频回波交替处理方法
技术领域
本发明涉及深空探测星载雷达收发处理系统领域，更具体涉及适用于火星次表层探测雷达的高低频回波交替处理方法。
背景技术
火星次表层探测雷达实现对火星的表面和内部结构的岩性、电磁参数及主要组成成份探测，其依据电磁波会穿过不同的电介质并在交界处形成反射波，通过检测反射波能对地面分层信息进行判断。低频段电磁波有利于穿透地表，探测较深的地层以及粗粒度的地层探测，而高频段电磁波有利于实现较高分辨率的地层探测和精确测量雷达到地表距离。
在火星探测任务中，为了同时获取地表分层信息与介质信息，采用在同一相参处理间隔(CPI)内交替发射高频与低频电磁波的形式对火星地表进行探测，而传统深空探测星载雷达，在同一CPI中采用同一种波形参数对地表回波信号进行处理，无法满足交替处理高频与低频回波的应用。《雷达科学与技术》2017年12月第6期公开了文献《火星次表层探测雷达信号分析与处理》，表明探测火星地面以及地表之下的液态水或固态冰，是对火星探测活动最有意义的一项任务，基于任务实际，从火星探测任务的原理出发，分析了火星次表层探测雷达工作方式，对火星次表层探测雷达回波进行仿真分析，基于平台水平和垂直向的误差对成像结果的主副瓣水平的影响，对星上实时处理流程以及算法容许的平台误差进行了计算机仿真，但是其没有对地表回波信号进行处理。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于传统深空探测星载雷达，在同一CPI中采用同一种波形参数对地表回波信号进行处理，无法满足交替处理高频与低频回波的应用。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：适用于火星次表层探测雷达的高低频回波交替处理方法，应用于高低频回波交替处理装置，所述装置包括时钟管理模块、模数转换芯片、参数解析模块以及数据采集模块，所述方法包括：
步骤1：时钟管理模块产生时钟信号、相参处理间隔信号、导前信号；
步骤2：模数转换芯片将经微波系统滤波放大后的模拟回波信号，转换为回波数据，送至数据采集模块；
步骤3：根据所述时钟信号、相参处理间隔信号、导前信号，参数解析模块对接收到的工作参数进行解析，译码成数据采集模块需要的波形参数，并在每个相参处理间隔信号下降沿对波形参数进行更新，然后以导前信号下降沿为周期，交替将本次相参处理间隔信号周期内的高低频波形参数送至数据采集模块；
步骤4：根据所述的高低频波形参数，数据采集模块对回波数据进行混频、滤波、抽取。
本发明在每个相参处理间隔信号下降沿对波形参数进行更新，然后以导前信号下降沿为周期，交替将本次相参处理间隔信号周期内的高低频波形参数送至数据采集模块，数据采集模块依据接收到的高低频波形参数对模数转换芯片传送的回波数据进行高低频交替处理，在同一CPI中采用高低频交替的波形参数对地表回波信号进行处理，满足交替处理高频与低频回波的应用。
进一步地，所述交替将本次相参处理间隔信号周期内的高低频波形参数送至数据采集模块，其中，高低频波形参数的比值为X:Y，X、Y均为预设常数值。
进一步地，所述交替将本次相参处理间隔信号周期内的高低频波形参数送至数据采集模块，其中，高低频波形参数送至数据采集模块的顺序为先高频波形参数后低频波形参数，或者先低频波形参数后高频波形参数。
进一步地，所述交替将本次相参处理间隔信号周期内的高低频波形参数送至数据采集模块，所述高低频波形参数与雷达发射波形相匹配，雷达发射与雷达接收的匹配处理模式有发高收高、发低收低、发高收低、发低收高。
进一步地，所述相参处理间隔信号与导前信号间隔数个或数十个时钟。
进一步地，所述参数解析模块包括串行通讯单元和参数译码单元，所述参数译码单元下分工作参数译码单元和波形参数译码单元，串行通讯单元接收时钟信号、相参处理间隔信号、导前信号进行解析和参数校验，并将校验后的结果输出至工作参数译码单元和波形参数译码单元，工作参数译码单元用于参数解析并得到M码、高频频率码、低频频率码；波形参数译码单元用于对码值译码并生成频率信息，即产生高频载频标志、低频载频标志、带宽标志，发送给数据采集模块。
更进一步地，在波形参数译码单元前，先对高频频率码或者低频频率码选取，然后对选取的码值译码并生成频率信息。
更进一步地，在每个相参处理间隔信号的下降沿到来时，根据M码的码值设置高低频指示标志位DDC_HL初始值，当M码的码值为00和10时，高低频指示标志位DDS_HL取值为0，当M码的码值为01和11时，高低频指示标志位DDS_HL取值为1；
在每个导前信号的下降沿到来时，对高低频指示标志位DDC_HL进行取反并判断，当高低频指示标志位为0时，输出低频频率码，当高低频指示标志位为1时，输出高频频率码，波形参数译码单元最终输出相应高频载频标志、低频载频标志、带宽标志至数据采集模块。
再进一步地，设定高低频切换计数值CNT_SW、权重系数K2以及权重系数K1，在每个导前信号的下降沿到来时，对高低频切换计数值CNT_SW累加，然后将高低频切换计数值CNT_SW分别与权重系数K1以及权重系数K2进行比较判断，其中权重系数K2大于权重系数K1，通过控制权重系数K2与权重系数K1的数值来控制高低频波形参数的权重比，当高低频切换计数值CNT_SW等于权重系数K1时，高低频指示标志位DDS_HL产生一次翻转；当高低频切换计数值CNT_SW大于等于权重系数K2时，高低频指示标志位DDS_HL产生再次翻转，并将高低频切换计数值CNT_SW复位清零；当高低频切换计数值CNT_SW在其余计数值时，高低频指示标志位DDS_HL保持不变。
更进一步地，所述数据采集模块包括混频器单元、数字滤波单元、数字抽取单元，混频器单元包括第一级混频单元和第二级混频单元，第一级混频单元对甚低频10KHz-10MHz、低频10MHz-15MHz、低频15MHz-20MHz和高频30MHz-50MHz的信号一次变频，第二级混频单元对低频10MHz-15MHz和低频15MHz-20MHz的信号二次变频，第一级混频单元的输入是模数转换芯片采集的数据信号，采样率为120MHz，第二级混频单元的输入是第一级混频单元的输出；数字滤波单元对混频器单元混频后的IQ信号进行滤波和第一级抽取，其中，对高频30MHz-50MHz的信号抽取比为5倍抽取，输出数据率为24MHz，对甚低频10KHz-10MHz的信号抽取比为12倍，输出数据率为10MHz；数字抽取单元的输入信号是数字滤波单元的输出，数字抽取单元的抽取比为4倍，对低频10MHz-15MHz、低频15MHz-20MHz的信号再经过4倍的二次抽取，输出数据率为6MHz。
本发明的优点在于：
(1)本发明在每个相参处理间隔信号下降沿对波形参数进行更新，然后以导前信号下降沿为周期，交替将本次相参处理间隔信号周期内的高低频波形参数送至数据采集模块，数据采集模块依据接收到的高低频波形参数对模数转换芯片传送的回波数据进行高低频交替处理，在同一CPI中采用高低频交替的波形参数对地表回波信号进行处理，满足交替处理高频与低频回波的应用。
(2)本发明采用模块化设计，各模块为最小功能模块，通过模块间的参数传递，完成雷达回波数据处理。
(3)本发明高频波形参数与低频波形参数的权重占比可调，高频波形参数与低频波形参数先后顺序可调，可灵活匹配发射波形，做到发高收高、发低收低、发高收低、发低收高四种匹配处理模式，利于雷达根据科学任务选择回波处理模式，完成对行星多种地层探测。
(4)本发明的相参处理间隔信号与导前信号间隔数个或数十个时钟，以确保完成波形参数更新动作，并在导前信号到达时取用正确参数。
(5)本发明在波形参数译码单元前，完成对高频或者低频码值选取，避免译码后再取用，可节省星载雷达上处理芯片的有限资源，提高执行效率，并降低电源功耗。
附图说明
图1为本发明实施例所公开的适用于火星次表层探测雷达的高低频回波交替处理方法中高低频回波交替处理装置的原理框图；
图2为本发明实施例所公开的适用于火星次表层探测雷达的高低频回波交替处理方法中时钟管理模块组成架构框图；
图3为本发明实施例所公开的适用于火星次表层探测雷达的高低频回波交替处理方法中CLK信号、CPI信号、FR信号时序关系图；
图4为本发明实施例所公开的适用于火星次表层探测雷达的高低频回波交替处理方法中参数解析模块组成架构框图；
图5为本发明实施例所公开的适用于火星次表层探测雷达的高低频回波交替处理方法中高低频权重比为1:1时的一种实施例流程图；
图6为本发明实施例所公开的适用于火星次表层探测雷达的高低频回波交替处理方法中高低频指示标志位产生流程图；
图7为本发明实施例所公开的适用于火星次表层探测雷达的高低频回波交替处理方法中产生高频参数或低频参数流程图；
图8为本发明实施例所公开的适用于火星次表层探测雷达的高低频回波交替处理方法中数据采集模块组成架构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，适用于火星次表层探测雷达的高低频回波交替处理方法，其特征在于，应用于高低频回波交替处理装置，所述装置包括时钟管理模块、模数转换芯片、参数解析模块以及数据采集模块，所述方法包括：
步骤1：时钟管理模块产生时钟(以下称CLK)信号、相参处理间隔(以下称CPI)信号、导前(以下称FR)信号；
步骤2：模数转换芯片(以下称ADC)将经微波系统滤波放大后的模拟回波信号，转换为回波数据，送至数据采集模块；
步骤3：根据所述时钟信号、相参处理间隔信号、导前信号，参数解析模块对接收到的工作参数进行解析，译码成数据采集模块需要的波形参数，并在每个相参处理间隔信号下降沿对波形参数进行更新，然后以导前信号下降沿为周期，交替将本次相参处理间隔信号周期内的高低频波形参数送至数据采集模块；
步骤4：根据所述的高低频波形参数，数据采集模块对回波数据进行混频、滤波、抽取。
所述ADC型号为ADS5463-SP；亦可采用其它型号ADC；
所述时钟管理模块、参数解析模块、数据采集模块均在现场可编程门阵列(FPGA)芯片中实现，该FPGA型号为XQR2V3000-4CG717V；亦可分别在多种型号多种处理器中进行实现。
交替将本次CPI周期内的高低频波形参数送至数据采集模块，交替并非限定为1:1，可以是高频参数与低频参数1:1、1:2、2:1、2:2等权重占比，或者有X:Y，其中X、Y为可选权值，即高频与低频的权重占比为可调值；高频与低频的先后顺序可调，可为先高频后低频，也可为先低频后高频；传递的波形参数与雷达发射波形相匹配，可根据工作需求执行：1.发射高频电磁波按照高频回波接收，2.发射低频电磁波按照低频回波接收，3.发射高频电磁波按照低频回波接收，4.发射低频电磁波按照高频回波接收。本实施例中，处理的回波信号频率范围包括甚低频10KHz-10MHz；低频10MHz～15MHz，15MHz～20MHz；高频30MHz～50MHz。其中高低频交替处理存在两种组合模式：1.低频10MHz～15MHz与高频30MHz～50MHz；2.低频15MHz～20MHz与高频30MHz～50MHz，实际工作中根据需求选择组合模式；频率范围亦可为其它频率范围。
参见图2与图3，图2为时钟管理模块组成架构，包含时钟产生单元、CPI产生单元、FR产生单元。图3为产生的CLK信号、CPI信号、FR信号形成相应的时序关系。一个CPI信号周期内包含若干个FR信号，本实施例为500～1000个FR信号。参数解析模块只在每个CPI信号下降沿对波形参数进行更新，再以FR信号下降沿为周期，交替将本次CPI周期内的高低频波形参数送至数据采集模块。CPI信号与FR信号间隔数个或数十个时钟，本实施例中为1～100个时钟，以确保完成波形参数更新动作，并在FR信号到达时取用正确参数。
参见图4～图7，其中图4为参数解析模块组成架构，包含串行通讯单元、参数译码单元，参数译码单元下分工作参数译码单元和波形参数译码单元。串行通讯单元完成接收主控单机发送的控制参数，内包含M码、高频频率码、低频频率码等，然后进行解析和参数校验，并将校验后的结果输出至参数译码单元。参数译码单元完成对控制参数进行译码，输出数据采集模块需要的工作参数，其中工作参数译码单元完成参数解析并得到M码、高频频率码、低频频率码。波形参数译码单元完成对码值译码并生成频率信息，即产生高频载频标志(HFC_FLAG)、低频载频标志(LFC_FLAG)、带宽标志(BW_FLAG)。其中，在波形参数译码单元前，先对高频或者低频码值选取，避免译码后再取用，可节省星载雷达上处理芯片的有限资源，提高执行效率，并降低电源功耗；
其中图5为高低频权重比1:1时的一种实施例流程图，在每个CPI信号的下降沿到来时，根据M码的码值(以下称M值)设置高低频指示标志位DDC_HL初始值，当M值为00和10时，DDC_HL取值为0，当M值为01和11时，DDC_HL取值为1；在每个FR信号的下降沿到来时，对DDC_HL进行取反并判断，当标志位为0时，输出低频频率码，为1时输出高频频率码，波形参数译码单元最终输出相应HFC_FLAG、LFC_FLAG、BW_FLAG至数据采集模块，通过控制输出的波形参数，来控制回波处理模式。
图6、图7为高/低频权重比为任意值时的一种实施例流程图，包括了权重比为1:1时的实施例。图6为高低频指示标志位DDC_HL产生流程图，图7为根据DDC_HL产生高频参数或低频参数流程图。如图6，在每个CPI信号的下降沿到来时，根据M值设置DDC_HL初始值，当M值为00和10时，DDC_HL取值为0，当M值为01和11时，DDC_HL取值为1；在每个FR信号的下降沿到来时，对高低频切换计数值CNT_SW累加，然后将CNT_SW分别与K1和K2进行比较判断，其中K2大于K1，通过控制K2与K1的数值来控制高/低频权重比。当CNT_SW等于K1时，DDC_HL产生一次翻转；当CNT_SW大于等于K2时，DDC_HL产生再次翻转，并将CNT_SW复位清零；当CNT_SW在其余计数值时，DDC_HL保持不变。如图7，在每个FR信号的下降沿到来时，对DDC_HL进行判断，当为0时输出低频频率码，当为1时输出高频频率码，波形参数译码单元再根据各自码值最终输出对应HFC_FLAG、LFC_FLAG、BW_FLAG标志位至数据采集模块，通过控制标志位，来控制回波处理模式。HFC_FLAG对应高频处理模式，其频率范围对应30MHz～50MHz，LFC_FLAG对应低频处理模式，包含两种码值对应10MHz～15MHz与15MHz～20MHz的频率范围，BW_FLAG包含三种码值对应5MHz、10MHz、15MHz三种带宽。
参见图8，为数据采集模块组成架构，包含混频器单元、数字滤波单元、数字抽取单元，其中混频器单元包含第一级混频单元和第二级混频单元。数据采集模块按照参数解析模块发送来的HFC_FLAG、LFC_FLAG、BW_FLAG标志位对相应频段回波信号处理。第一级混频根据相应参数对10KHz-10MHz，10MHz-15MHz，15MHz-20MHz和30MHz-50MHz其中一种频段信号先一次混频，如果信号属于10MHz-15MHz或者15MHz-20MHz频段，则需要进行第二级混频。第一级混频单元的输入是数据采集模块输入的ADC采集的数据信号，采样率为120MHz，第二级混频单元的输入是第一级混频单元的输出；数字滤波单元对混频后的IQ信号进行滤波和第一级抽取，对30MHz-50MHz的信号抽取比为5倍抽取，输出数据率为24MHz，对10KHz-10MHz的信号抽取比为12倍，输出数据率为10MHz，输入信号是混频器的输出；数字抽取单元抽取比为4倍，10MHz-15MHz、15MHz-20MHz的信号再经过4倍的二次抽取，输出数据率为6MHz。输入信号是数字滤波单元的输出。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.适用于火星次表层探测雷达的高低频回波交替处理方法，其特征在于，应用于高低频回波交替处理装置，所述装置包括时钟管理模块、模数转换芯片、参数解析模块以及数据采集模块，所述方法包括：
步骤1：时钟管理模块产生时钟信号、相参处理间隔信号、导前信号；
步骤2：模数转换芯片将经微波系统滤波放大后的模拟回波信号，转换为回波数据，送至数据采集模块；
步骤3：根据所述时钟信号、相参处理间隔信号、导前信号，参数解析模块对接收到的工作参数进行解析，译码成数据采集模块需要的波形参数，并在每个相参处理间隔信号下降沿对波形参数进行更新，然后以导前信号下降沿为周期，交替将本次相参处理间隔信号周期内的高低频波形参数送至数据采集模块；
步骤4：根据所述的高低频波形参数，数据采集模块对回波数据进行混频、滤波、抽取。
2.根据权利要求1所述的适用于火星次表层探测雷达的高低频回波交替处理方法，其特征在于，所述交替将本次相参处理间隔信号周期内的高低频波形参数送至数据采集模块，其中，高低频波形参数的比值为X:Y，X、Y均为预设常数值。
3.根据权利要求1所述的适用于火星次表层探测雷达的高低频回波交替处理方法，其特征在于，所述交替将本次相参处理间隔信号周期内的高低频波形参数送至数据采集模块，其中，高低频波形参数送至数据采集模块的顺序为先高频波形参数后低频波形参数，或者先低频波形参数后高频波形参数。
4.根据权利要求1所述的适用于火星次表层探测雷达的高低频回波交替处理方法，其特征在于，所述交替将本次相参处理间隔信号周期内的高低频波形参数送至数据采集模块，所述高低频波形参数与雷达发射波形相匹配，雷达发射与雷达接收的匹配处理模式有发高收高、发低收低、发高收低、发低收高。
5.根据权利要求1所述的适用于火星次表层探测雷达的高低频回波交替处理方法，其特征在于，所述相参处理间隔信号与导前信号间隔数个或数十个时钟。
6.根据权利要求1所述的适用于火星次表层探测雷达的高低频回波交替处理方法，其特征在于，所述参数解析模块包括串行通讯单元和参数译码单元，所述参数译码单元下分工作参数译码单元和波形参数译码单元，串行通讯单元接收时钟信号、相参处理间隔信号、导前信号进行解析和参数校验，并将校验后的结果输出至工作参数译码单元和波形参数译码单元，工作参数译码单元用于参数解析并得到M码、高频频率码、低频频率码；波形参数译码单元用于对码值译码并生成频率信息，即产生高频载频标志、低频载频标志、带宽标志，发送给数据采集模块。
7.根据权利要求6所述的适用于火星次表层探测雷达的高低频回波交替处理方法，其特征在于，在波形参数译码单元前，先对高频频率码或者低频频率码选取，然后对选取的码值译码并生成频率信息。
8.根据权利要求6所述的适用于火星次表层探测雷达的高低频回波交替处理方法，其特征在于，在每个相参处理间隔信号的下降沿到来时，根据M码的码值设置高低频指示标志位DDC_HL初始值，当M码的码值为00和10时，高低频指示标志位DDS_HL取值为0，当M码的码值为01和11时，高低频指示标志位DDS_HL取值为1；
在每个导前信号的下降沿到来时，对高低频指示标志位DDC_HL进行取反并判断，当高低频指示标志位为0时，输出低频频率码，当高低频指示标志位为1时，输出高频频率码，波形参数译码单元最终输出相应高频载频标志、低频载频标志、带宽标志至数据采集模块。
9.根据权利要求8所述的适用于火星次表层探测雷达的高低频回波交替处理方法，其特征在于，设定高低频切换计数值CNT_SW、权重系数K2以及权重系数K1，在每个导前信号的下降沿到来时，对高低频切换计数值CNT_SW累加，然后将高低频切换计数值CNT_SW分别与权重系数K1以及权重系数K2进行比较判断，其中权重系数K2大于权重系数K1，通过控制权重系数K2与权重系数K1的数值来控制高低频波形参数的权重比，当高低频切换计数值CNT_SW等于权重系数K1时，高低频指示标志位DDS_HL产生一次翻转；当高低频切换计数值CNT_SW大于等于权重系数K2时，高低频指示标志位DDS_HL产生再次翻转，并将高低频切换计数值CNT_SW复位清零；当高低频切换计数值CNT_SW在其余计数值时，高低频指示标志位DDS_HL保持不变。
10.根据权利要求6所述的适用于火星次表层探测雷达的高低频回波交替处理方法，其特征在于，所述数据采集模块包括混频器单元、数字滤波单元、数字抽取单元，混频器单元包括第一级混频单元和第二级混频单元，第一级混频单元对甚低频10KHz-10MHz、低频10MHz-15MHz、低频15MHz-20MHz和高频30MHz-50MHz的信号一次变频，第二级混频单元对低频10MHz-15MHz和低频15MHz-20MHz的信号二次变频，第一级混频单元的输入是模数转换芯片采集的数据信号，采样率为120MHz，第二级混频单元的输入是第一级混频单元的输出；数字滤波单元对混频器单元混频后的IQ信号进行滤波和第一级抽取，其中，对高频30MHz-50MHz的信号抽取比为5倍抽取，输出数据率为24MHz，对甚低频10KHz-10MHz的信号抽取比为12倍，输出数据率为10MHz；数字抽取单元的输入信号是数字滤波单元的输出，数字抽取单元的抽取比为4倍，对低频10MHz-15MHz、低频15MHz-20MHz的信号再经过4倍的二次抽取，输出数据率为6MHz。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006258786A (ja) * 2005-02-15 2006-09-28 Mitsubishi Electric Corp レーダ装置
US20120256780A1 (en) * 2011-04-06 2012-10-11 Yoshikazu Shoji Radar equipment and received data processing method
CN102798840A (zh) * 2012-08-14 2012-11-28 西安电子科技大学 外辐射源雷达宽带信道化接收系统及fpga实现方法
CN102841336A (zh) * 2012-09-04 2012-12-26 中船重工鹏力（南京）大气海洋信息系统有限公司 高频地波雷达多频信号相参接收机
US9482744B1 (en) * 2014-01-23 2016-11-01 Lockheed Martin Corporation Staggered pulse repetition frequency doppler processing
CN106502957A (zh) * 2016-12-09 2017-03-15 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种基于vpx总线的星载雷达数据处理及管控装置
US20180095161A1 (en) * 2016-07-27 2018-04-05 Raytheon Company System and method for concurrent communication of different signal types by a radar
CN109444881A (zh) * 2018-10-23 2019-03-08 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种次表层探测雷达星下点脉冲精准定位方法
CN110824437A (zh) * 2018-08-10 2020-02-21 湖北中南鹏力海洋探测系统工程有限公司 高频地波雷达同时多频组网mimo全数字接收机

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006258786A (ja) * 2005-02-15 2006-09-28 Mitsubishi Electric Corp レーダ装置
US20120256780A1 (en) * 2011-04-06 2012-10-11 Yoshikazu Shoji Radar equipment and received data processing method
CN102798840A (zh) * 2012-08-14 2012-11-28 西安电子科技大学 外辐射源雷达宽带信道化接收系统及fpga实现方法
CN102841336A (zh) * 2012-09-04 2012-12-26 中船重工鹏力（南京）大气海洋信息系统有限公司 高频地波雷达多频信号相参接收机
US9482744B1 (en) * 2014-01-23 2016-11-01 Lockheed Martin Corporation Staggered pulse repetition frequency doppler processing
US20180095161A1 (en) * 2016-07-27 2018-04-05 Raytheon Company System and method for concurrent communication of different signal types by a radar
CN106502957A (zh) * 2016-12-09 2017-03-15 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种基于vpx总线的星载雷达数据处理及管控装置
CN110824437A (zh) * 2018-08-10 2020-02-21 湖北中南鹏力海洋探测系统工程有限公司 高频地波雷达同时多频组网mimo全数字接收机
CN109444881A (zh) * 2018-10-23 2019-03-08 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种次表层探测雷达星下点脉冲精准定位方法

Non-Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
THOMAS SLATER 等: "Compensating Changes in the Penetration Depth of Pulse-Limited Radar Altimetry Over the Greenland Ice Sheet", IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING *
刘楠;张林让;易予生;刘昕;: "星载双基地雷达空时二维杂波建模和特性分析", 西安电子科技大学学报 *
姚明: "星载SAR信号的电离层传播问题及基于星载SAR的电离层成像研究", 万方学位论文 *
常玉林: "多通道低频超宽带SAR/GMTI系统长相干积累STAP技术研究", 中国优秀博硕士学位论文全文数据库（博士） 信息科技辑 *
张洪波;: "火星环绕器次表层探测雷达发展综述", 探测与控制学报 *
施昉: "雷达有源欺骗干扰多尺度特征级识别技术研究", 中国优秀博硕士学位论文全文数据库（硕士） 工程科技II辑 *
曹志国;常文革;: "星球次表层探测雷达回波仿真", 现代电子技术 *
李小萍 等: "火星次表层探测雷达信号分析与处理", 雷达科学与技术 *
法文哲;金亚秋;: "雷达探测仪对月球次表层结构的探测模拟方法", 中国科学:地球科学 *
王博;: "气象雷达抑制机场宽带杂波方法研究", 现代雷达 *
范明意 等: "环绕器次表层探测雷达实时处理技术", 深空探测学报 *
轩丹妮: "毫米波干涉SAR性能分析与处理研究", 中国优秀博硕士学位论文全文数据库（硕士） 信息科技辑 *

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