CN113258978A - 一种实现自动调整宽带射频接收系统的动态范围的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实现自动调整宽带射频接收系统的动态范围的方法，包括步骤：S1，信号接收；S2，信号送入不同的通道和下变频模块；S3，在本振模块配合下，下变频模块将射频和信号和射频差信号变换为中频信号；S4，中频信号经过接收机采集量化后，形成信号脉冲特征信息，然后过滤掉非主瓣入射信号；S5，读取脉冲特征信息，进行脉冲序列统计和测向；S6，根据当前开关矩阵的工作状态，以及脉冲幅度统计结果，向开关矩阵模块发送不同的数控衰减控制码字，以实现开关矩阵前置衰减的动态自适应控制，进而满足对目标快速动态扩展的需求等；本发明可以适应信号变化复杂、信号动态变化需求高的环境要求等。

Description

一种实现自动调整宽带射频接收系统的动态范围的方法
技术领域
本发明涉及宽带射频接收系统中的接收机动态扩展技术领域，更为具体的，涉及一种实现自动调整宽带射频接收系统的动态范围的方法。
背景技术
现有技术中，宽带射频接收系统中的接收机动态扩展方法主要是脉冲间动态扩展。这种方法先检测前一个到达脉冲的功率，根据该脉冲功率大小对射频接收通道进行衰减后再测量下一个脉冲。该方法在实现过程中包含信号采样和信号数据滤波处理，会引入一个脉冲宽度的信号延时，导致后级数据处理延时增加，使得信号脉冲动态变化缓慢，而且传统的脉冲间动态扩展方只能适应单信号的场景，不能适应多信号的复杂场景。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种实现自动调整宽带射频接收系统的动态范围的方法，
本发明的目的是通过以下方案实现的：
一种实现自动调整宽带射频接收系统的动态范围的方法，包括步骤：
S1，宽带射频接收系统通过时分控制开关控制高增益天线阵面对设定区域进行信号接收，通过高增益天线阵面接收射频和信号和射频差信号；
S2，宽带射频接收系统中的开关矩阵选择来自于高增益天线分系统的射频和信号和射频差信号送入不同的通道，并送至射频接收通道中的下变频模块；
S3，在本振模块配合下，下变频模块将射频和信号和射频差信号变换为中频信号；
S4，中频信号经过接收机采集量化后，形成信号脉冲特征信息，然后过滤掉非主瓣入射信号，这样可以大大减少后续脉冲特征的处理，以达到适应快速适应多信号的环境；
S5，宽带射频接收系统读取脉冲特征信息，进行脉冲序列统计和测向；
S6，在每一个统计时间窗口结束后，根据当前开关矩阵的工作状态，以及脉冲幅度统计结果，向开关矩阵模块发送不同的数控衰减控制码字，以实现开关矩阵前置衰减的动态自适应控制，进而满足对目标快速动态扩展的需求。
进一步地，在步骤S4中，利用和差测向结合的软件测向算法过滤掉非主瓣入射信号。
进一步地，在步骤S5中，利用宽带射频接收系统中的信号处理软件读取脉冲特征信息。
进一步地，在步骤S5中，脉冲特征信息进行序列统计和测向时，先根据每个脉冲特征信息的幅度，将脉冲进行区分，将脉冲分成三类：
若脉冲特征信息的幅度超过门限值Th1，则给该脉冲打上幅度饱和标记；
若脉冲特征信息的幅度低于门限值Th2，则给该脉冲打上幅度较低标记；
除以上两种情况外的情形，则给该脉冲打上幅度正常标记。
进一步地，在步骤S5中，还包括如下步骤：
在固定的时间窗口内，统计脉冲特征信息的幅度饱和、幅度较低、幅度正常的脉冲类型比例：
若在时间窗口内，统计出的幅度饱和脉冲比例超过门限值1，则认为触发系统射频链路增加衰减条件，记为事件X；
若在时间窗口内，统计出的幅度较低脉冲比例超过门限值2，则认为触发系统射频链路减少衰减条件，记为事件Y；
除以上两种情况外的其它统计结果，则不进行系统链路衰减调整，保持现状，记为事件Z。
进一步地，在步骤S6中，所述脉冲幅度统计结果为事件X、事件Y、事件Z。
本发明的有益效果包括：
本发明通过采用基于高增益天线波束指向与波束内和差测向的结合，过滤掉大量非主瓣入射信号，再通过到达脉冲幅度的统计进行接收机动态扩展，可以适应信号变化复杂、信号动态变化需求高的环境要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中高增益天线分系统和宽带射频接收系统协同工作示意图；
图2为本发明实施例中高增益接收系统的快速动态扩展流程图；
图3为本发明实施例中脉冲幅度统计示意图；
图4为本发明实施例中开关矩阵衰减动态控制转换示意图。
具体实施方式
本说明书中所有实施例公开的所有特征，或隐含公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合和/或扩展、替换。
如图1～4所示，一种实现自动调整宽带射频接收系统的动态范围的方法，在实施例中，高增益天线分系统和宽带射频接收系统协同工作示意图如图1所示，高增益接收系统的快速动态扩展流程图如图2所示。
在常规信号环境下，高增益天线分系统接收处理远距离的一些简单的和不复杂的信号，有探测距离远和处理速度慢的特点；宽带射频接收系统接收处理较近距离的宽频带复杂射频信号，有探测距离近和处理速度较快的特点；在特定场景下，需要在信号变化复杂的环境下，对远距离目标进行快速的信号处理，适应信号的快速变化，需要对接收机的动态范围进行快速的扩展，就需要高增益天线分系统和宽带射频接收系统协同工作，同时也需要宽带射频接收系统能快速的对动态范围进行扩展。基于本发明的方法，对于高增益接收系统的快速动态扩展的处理流程如下：
1)宽带射频接收系统通过时分控制开关控制高增益天线阵面对设定区域进行信号接收，通过高增益天线阵面接收射频和信号和射频差信号；
2)宽带射频接收系统中的开关矩阵选择来自于高增益天线分系统的射频和信号和射频差信号送入不同的通道，并送至射频接收通道中的下变频模块；
3)在本振模块配合下，下变频模块将和差等射频信号变换为中频信号；
4)中频信号经过接收机采集量化后，形成信号脉冲特征信息，经过和差测向结合的软件测向算法，可以过滤掉大量非主瓣入射信号，大大减少后续脉冲特征的处理，以达到适应快速适应多信号的环境；
5)宽带射频接收系统信号处理软件读取脉冲特征信息，进行脉冲序列统计和测向；脉冲特征信息进行序列统计和测向时，先根据每个脉冲特征信息的幅度，将脉冲进行区分，信号处理软件脉冲幅度统计的处理流程图如图3所示，可将脉冲分成三类：
a)若该脉冲幅度超过门限值Th1，则给该脉冲打上幅度饱和标记；
b)若该脉冲幅度低于门限值Th2，则给该脉冲打上幅度较低标记；
c)其它情况，则给该脉冲打上幅度正常标记。
同时，在固定的时间窗口内，统计幅度饱和、幅度较低、幅度正常的脉冲类型比例：
a)若在时间窗口内，统计出的幅度饱和脉冲比例超过门限值1，则认为触发系统射频链路增加衰减条件，记为事件X；
b)若在时间窗口内，统计出的幅度较低脉冲比例超过门限值2，则认为触发系统射频链路减少衰减条件，记为事件Y；
c)其它统计结果，不进行系统链路衰减调整，保持现状，记为事件Z。
6)在每一个统计时间窗口结束后，根据当前开关矩阵的工作状态，以及脉冲幅度统计结果X/Y/Z，来向开关矩阵模块发送不同的数控衰减控制码字，以实现开关矩阵前置衰减的动态自适应控制，开关矩阵前置衰减的动态自适应控制的示意图如图4所示，其中，S0：衰减0dB；S1：衰减0+N1dB；S2：衰减N1+N2dB；S3：衰减N1+N2+N3dB；X:增加通道衰减；Y:减少通道衰减；Z:维持现状。
开关矩阵前置衰减的动态自适应控制后，接收机的线性工作范围可在原始动态范围的基础上扩展数倍，可满足对目标快速动态扩展的需求。
本发明实施例通过协调多个独立运行的系统资源进行互联通道的校正，以达到多独立系统互通通道进行协通工作的方位测向和测距更为准确。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。
除以上实例以外，本领域技术人员根据上述公开内容获得启示或利用相关领域的知识或技术进行改动获得其他实施例，各个实施例的特征可以互换或替换，本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
本发明功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，在一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)以及相应的软件中执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，进行测试或者实际的数据在程序实现中存在于只读存储器(Random Access Memory，RAM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)等。

Claims (6)

1.一种实现自动调整宽带射频接收系统的动态范围的方法，其特征在于，包括步骤：
S1，宽带射频接收系统通过时分控制开关控制高增益天线阵面对设定区域进行信号接收，通过高增益天线阵面接收射频和信号和射频差信号；
S2，宽带射频接收系统中的开关矩阵选择来自于高增益天线分系统的射频和信号和射频差信号送入不同的通道，并送至射频接收通道中的下变频模块；
S3，在本振模块配合下，下变频模块将射频和信号和射频差信号变换为中频信号；
S4，中频信号经过接收机采集量化后，形成信号脉冲特征信息，然后过滤掉非主瓣入射信号；
S5，宽带射频接收系统读取脉冲特征信息，进行脉冲序列统计和测向；
S6，在每一个统计时间窗口结束后，根据当前开关矩阵的工作状态，以及脉冲幅度统计结果，向开关矩阵模块发送不同的数控衰减控制码字，以实现开关矩阵前置衰减的动态自适应控制，进而满足对目标快速动态扩展的需求。
2.根据权利要求1所述的一种实现自动调整宽带射频接收系统的动态范围的方法，其特征在于，在步骤S4中，利用和差测向结合的软件测向算法过滤掉非主瓣入射信号。
3.根据权利要求1所述的一种实现自动调整宽带射频接收系统的动态范围的方法，其特征在于，在步骤S5中，利用宽带射频接收系统中的信号处理软件读取脉冲特征信息。
4.根据权利要求1所述的一种实现自动调整宽带射频接收系统的动态范围的方法，其特征在于，在步骤S5中，脉冲特征信息进行序列统计和测向时，先根据每个脉冲特征信息的幅度，将脉冲进行区分，将脉冲分成三类：
若脉冲特征信息的幅度超过门限值Th1，则给该脉冲打上幅度饱和标记；
若脉冲特征信息的幅度低于门限值Th2，则给该脉冲打上幅度较低标记；
除以上两种情况外的情形，则给该脉冲打上幅度正常标记。
5.根据权利要求4所述的一种实现自动调整宽带射频接收系统的动态范围的方法，其特征在于，在步骤S5中，还包括如下步骤：
在固定的时间窗口内，统计脉冲特征信息的幅度饱和、幅度较低、幅度正常的脉冲类型比例：
若在时间窗口内，统计出的幅度饱和脉冲比例超过门限值1，则认为触发系统射频链路增加衰减条件，记为事件X；
若在时间窗口内，统计出的幅度较低脉冲比例超过门限值2，则认为触发系统射频链路减少衰减条件，记为事件Y；
除以上两种情况外的其它统计结果，则不进行系统链路衰减调整，保持现状，记为事件Z。
6.根据权利要求5所述的一种实现自动调整宽带射频接收系统的动态范围的方法，其特征在于，在步骤S6中，所述脉冲幅度统计结果为事件X、事件Y、事件Z。
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