CN113721200A - 一种用于抑制远距离目标信号的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种用于抑制远距离目标信号的方法及装置，涉及雷达技术领域，能够减小雷达探测目标时远距离目标信号的折叠影响。本发明包括：数字处理芯片产生正交波形信号并输出给数模转换器DAC，并在计时器计时TAO时间后第一个正交波形信号输出完毕，在数字处理芯片产生正交波形信号前启动所述计时器，在所述TAO时间到PRT时间内数字处理芯片产生输出0数值；当达到第一个重复周期时所述计时器清零，然后所述数字处理芯片输出第二个正交波形信号，所述计时器重新开始计时；数模转换器DAC将数字信号转模拟信号后，传输至后端射频模拟器件RFT进行调制处理得到基带信号。

Description

一种用于抑制远距离目标信号的方法及装置

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，尤其涉及一种用于抑制远距离目标信号的方法及装置。

背景技术

雷达在实际应用中的探测距离，一般指的是设计上的有效探测距离范围，但是在这个距离范围外的目标也会产生回波且会折叠被雷达接收到，所以远距离的目标回波信号折叠会影响雷达的检测，需要被抑制。

传统的雷达抑制远距离目标信号的方式一般是使用多脉冲编码积累方式，重复周期内的脉冲数量的增加会导致雷达时间资源会很紧张且容易被侦收发现，这就需要雷达往抑制远距离目标的其他方向发展。然而现实中由于受雷达脉冲多普勒工作模式发展的影响，现阶段利用多脉冲特点给脉冲加相位编码调制从而达到抑制远距离目标的目的，但其设计的抑制性能需要依靠重复周期内的脉冲数量增加，重复周期内的脉冲数量过多增加限制了雷达设计的灵活性。

当前阶段，绝大部分雷达均采用多脉冲积累方式抑制远距离目标信号折叠影响。此时雷达对远距离目标信号的抑制效果和脉冲数量是成正比的，那么如果重复周期内脉冲数量过多时，当雷达工作时很显然多个时间域都有雷达信号，从而导致雷达工作时占用的时间资源比较多，浪费了时间资源，且容易被侦收。因此，如何进一步减小雷达探测目标时远距离目标信号的折叠影响，成为了需要研究的问题。

发明内容

本发明的实施例提供一种用于抑制远距离目标信号的方法及装置，能够减小雷达探测目标时远距离目标信号的折叠影响。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明的实施例提供的方法，包括：

数字处理芯片产生正交波形信号并输出给数模转换器DAC，并在计时器计时TAO时间后第一个正交波形信号输出完毕，其中，在数字处理芯片产生正交波形信号前启动所述计时器，在所述TAO时间到PRT时间内数字处理芯片产生输出0数值；当达到第一个重复周期时所述计时器清零，然后所述数字处理芯片输出第二个正交波形信号，所述计时器重新开始计时；数模转换器DAC将数字信号转模拟信号后，传输至后端射频模拟器件RFT进行调制处理得到基带信号。

所述方法用于一种系统，所述系统中包括：数字处理芯片、数模转换器DAC、模数转换器ADC和时钟模块，其中，数模转换器DAC连接RFT（射频发射，radio frequencytransmission），模数转换器ADC连接RFR（射频接收，radio frequency receiver），所述时钟模块中设置有计时器。

所述数字处理芯片用于基带雷达单脉冲正交信号输出；所述时钟模块用于为系统提供时钟信号；所述数模转换器DAC用于基带雷达正交数字信号转换成模拟信号输出；所述模数转换器ADC用于采集接收雷达射频信号转换成数字信号送给数字处理芯片。

当所述时钟模块工作时，所述数字处理芯片生成的正交波形信号为Wave(1)、Wave(2)…Wave (n-1)、Wave(n)，其中，n为大于4的正整数；正交波形信号时间持续宽度为TAO，不同正交信号间脉冲间隔重复周期时间为PRT。

所述传输至后端射频模拟器件进行调制处理得到基带信号，包括：将数模转换器DAC的输出信号Wave(x)（x=1、2……n）分别作为调制部分的输入TTL信号和输入电压信号，通过射频模块进行调制，并设置发射使能信号为高电平；发射单脉冲信号结束后，设置发射使能信号为低电平。当发射使能信号为高电平时，所述射频接收模块停止工作；当发射使能信号为低电平时，所述射频接收模块开始工作。

第二方面，本发明的实施例提供的装置，包括：

数字处理芯片、与所述数字处理芯片连接的数模转换器DAC、模数转换器ADC和时钟模块，其中，数模转换器DAC连接RFT，模数转换器ADC连接RFR，所述时钟模块中设置有计时器；

所述数字处理芯片，用于产生正交波形信号并输出给数模转换器DAC，同时使用计时器计时，TAO时间后第一个正交波形信号输出完毕，后续时间输出0数值；当达到第一个重复周期时所述计时器清零，然后所述数字处理芯片输出第二个正交波形信号，所述计时器重新开始计时；

所述数模转换器DAC，用于将数字信号转模拟信号后，传输至后端射频模拟器件进行调制处理得到基带信号。

所述数字处理芯片，具体用于当所述时钟模块工作时，生成的正交波形信号为Wave(1)、Wave(2)…Wave (n-1)、Wave(n)，其中，n为大于4的正整数；正交波形信号时间持续宽度为TAO，不同正交信号间脉冲间隔重复周期时间为PRT。

所述数模转换器DAC，具体用于将数模转换器DAC的输出信号Wave(x)（x=1、2……n）分别作为调制部分的输入TTL信号和输入电压信号，通过射频模块进行调制，并设置发射使能信号为高电平；发射单脉冲信号结束后，设置发射使能信号为低电平。

本发明实施例提供的用于抑制远距离目标信号的方法及装置，针对当前雷达抑制远距离目标信号折叠影响一般使用脉冲积累方式的现象，提出了一种新型的抑制远距离目标信号折叠影响的方法以节约时间资源，同时对远距离目标信号的抑制性能稳定且不需依赖脉冲数量的增加，抑制性能只受正交信号彼此间的正交性影响。在雷达工作时，每个发射信号都是不同的正交信号，即在有效距离探测范围内雷达基带处理是当前的正交信号，而远距离的其他不同正交信号被接收到后会因为正交性在脉压时远距离信号会被抑制，从而只使用单脉冲就可以完成对远距离目标信号的抑制。本实施例可以有效抑制远距离目标信号，且抑制效果稳定不受脉冲数量影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的正交波形输出信号时序图；

图3为本发明实施例提供的发射时序图；

图4为本发明实施例提供的接收时序图；

图5a~图5c为本发明实施例提供的仿真结果示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。下文中将详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本实施例针对当前雷达抑制远距离目标信号折叠影响一般使用脉冲积累方式的现象，提出了一种新型的抑制远距离目标信号折叠影响的方法以节约时间资源，同时对远距离目标信号的抑制性能稳定且不需依赖脉冲数量的增加，抑制性能只受正交信号彼此间的正交性影响。

本发明实施例提供的用于抑制远距离目标信号的方法，包括：

S1、数字处理芯片产生正交波形信号并输出给数模转换器DAC，并在计时器计时TAO时间后第一个正交波形信号输出完毕。

其中，在数字处理芯片产生正交波形信号前启动所述计时器，在所述TAO时间到PRT时间内数字处理芯片产生输出0数值。

例如：如图2所示的，首先使用计时器计时，然后数字处理芯片产生正交波形信号并输出给数模转换器DAC，计时器计时TAO时间后第一个正交波形信号输出完毕，然后在TAO时间到PRT时间内数字处理芯片产生输出0数值。

S2、当达到第一个重复周期时所述计时器清零，然后所述数字处理芯片输出第二个正交波形信号，所述计时器重新开始计时。

其中，数字处理芯片产生正交波形数字信号。在开始准备输出信号时，数字处理芯片输出第一个正交波形信号Wave(1)的值同时使用计时器计时，TAO时间后第一个正交波形信号Wave(1)输出完，后续时间输出0数值，当整个时间到达到第一个重复周期时间PRT时准备输出Wave(2)的值同时计时器清0，然后数字处理芯片输出第二个正交波形信号Wave(2)的值同时计时器重新开始计时，TAO时间后第二个正交波形信号Wave(2)输出完，后续时间输出0数值，直到时间到达到第二个重复周期时间PRT时准备输出下个正交波形信号同时计时器清0，后面的处理重复按上面一样的流程按计时器同步进行周期输出不同的正交波形信号，从而完成雷达正交波形输出，雷达正交波形输出信号数据流见图2。

S3、数模转换器DAC将数字信号转模拟信号后，传输至后端射频模拟器件RFT进行调制处理得到基带信号。并建立雷达信息处理机与数字处理芯片的雷达数据交互。

本实施例所提供的方法流程，可以应用于一种如图1所示的系统，所述系统中包括：数字处理芯片、与所述数字处理芯片连接的数模转换器DAC、模数转换器ADC和时钟模块，其中，数模转换器DAC连接RFT（射频发射，radio frequency transmission），模数转换器ADC连接RFR（射频接收，radio frequency receiver），所述时钟模块中设置有计时器。具体的，由时钟模块驱动计时器。

其中，所述数字处理芯片用于基带雷达单脉冲正交信号输出。所述时钟模块用于为系统提供时钟信号。所述数模转换器DAC用于基带雷达正交数字信号转换成模拟信号输出。所述模数转换器ADC用于采集接收雷达射频信号转换成数字信号送给数字处理芯片。需要说明的是，按照信号处理和收发的顺序，可以将射频发射阶段和数字处理阶段的信号采用不同的描述，例如：可以称之为“单脉冲信号”和“基带信号”。

具体来说，如图1所示，本实施例的方案可以由两部分组成，第一部分为数字基带处理，第二部分为射频调制解调处理，下面对本专利方法的典型实现案例进行具体阐述。数字处理芯片用于完成不同单脉冲正交波形的产生和接收处理。数字处理芯片输出数字正交波形给DAC模块生成模拟信号。数字处理芯片产生了正交波形信号后，将数字的正交波形信号输出送给DAC完成数字信号转模拟信号，然后后端射频模拟器件将基带信号完成调制处理。数字处理芯片接收ADC采集的数字信号。数字处理芯片接收ADC采集的模拟信号转数字的信号，然后可以对数字化的正交波形做信号处理。

具体的，当所述时钟模块工作时，数字处理芯片内部时钟管理网络工作，然后生成基带雷达单脉冲正交信号输出，所述数字处理芯片生成的正交波形信号为Wave(1)、Wave(2)…Wave (n-1)、Wave(n)，其中，n为大于4的正整数。正交波形信号时间持续宽度为TAO，不同正交信号间脉冲间隔重复周期时间为PRT。所述传输至后端射频模拟器件进行调制处理得到基带信号，包括：将数模转换器DAC的输出信号Wave(x)（x=1、2……n）分别作为调制部分的输入TTL信号和输入电压信号，通过射频模块进行调制，并设置发射使能信号为高电平。发射单脉冲信号结束后，设置发射使能信号为低电平。

具体的，射频模块对正交波形信号按流程做发射、调制、接收、解调处理。其中，射频发射：发射正交波形信号同时控制发射使能信号。将DAC生成的模拟输出信号Wave(x)（x=1、2……n）分别作为调制部分的输入TTL信号及输入电压信号，然后射频模块将完成调制发射正交波形信号，同时控制发射使能信号设置其为高电平，发射时序图如图3所示。发射单脉冲信号结束后，控制设置发射使能信号为低电平。

进一步的，当发射使能信号为高电平时，所述射频接收模块停止工作。当发射使能信号为低电平时，所述射频接收模块开始工作。具体的，可以根据发射使能信号去判断是否去接收。当发射使能信号为高电平时，射频接收模块停止工作，防止收到发射的泄漏信号，接收时序如图4所示。当发射使能信号为低电平时，射频接收模块开始工作，接收雷达信号。

在雷达工作时，每个发射信号都是不同的正交信号，即在有效距离探测范围内雷达基带处理是当前的正交信号，而远距离的其他不同正交信号被接收到后会因为正交性在脉压时远距离信号会被抑制，从而只使用单脉冲就可以完成对远距离目标信号的抑制。本实施例可以有效抑制远距离目标信号，且抑制效果稳定不受脉冲数量影响。

本实施例利用正交信号的脉压处理做仿真实验，频率范围为2.7~3.1GHz，带宽为10MHz，信号脉宽为16us，脉冲重复周期160us。通过调节，TAO设置为16us，PRT设置为160us，实际测试仿真结果如图5a~图5c所示，远距离目标信号抑制对比结果见表1。图5a~图5c显示了对相同近距离目标和不同的远距离目标的处理后的能量强度比，很显然由于被抑制了右边远距离的目标信号的能量强度相对比左边近距离目标的能量强度要小。根据对比结果，可见输出信号在经过处理后，在输出带宽不变的单脉冲情况下，远距离目标信号能量被抑制减小，节约了时间资源，达到了发明目的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种用于抑制远距离目标信号的方法，其特征在于，所述方法包括：

数字处理芯片产生正交波形信号并输出给数模转换器DAC，并在计时器计时TAO时间后第一个正交波形信号输出完毕，其中，在数字处理芯片产生正交波形信号前启动所述计时器，在所述TAO时间到PRT时间内数字处理芯片产生输出0数值；

当达到第一个重复周期时所述计时器清零，然后所述数字处理芯片输出第二个正交波形信号，所述计时器重新开始计时；

数模转换器DAC将数字信号转模拟信号后，传输至后端射频模拟器件RFT进行调制处理得到基带信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法用于一种系统，所述系统中包括：数字处理芯片、数模转换器DAC、模数转换器ADC和时钟模块，其中，数模转换器DAC连接RFT，模数转换器ADC连接RFR，所述时钟模块中设置有计时器。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述数字处理芯片用于基带雷达单脉冲正交信号输出；

所述时钟模块用于为系统提供时钟信号；

所述数模转换器DAC用于基带雷达正交数字信号转换成模拟信号输出；

所述模数转换器ADC用于采集接收雷达射频信号转换成数字信号送给数字处理芯片。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述时钟模块工作时，所述数字处理芯片生成的正交波形信号为Wave(1)、Wave(2)…Wave (n-1)、Wave(n)，其中，n为大于4的正整数；

正交波形信号时间持续宽度为TAO，不同正交信号间脉冲间隔重复周期时间为PRT。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传输至后端射频模拟器件进行调制处理得到基带信号，包括：

将数模转换器DAC的输出信号Wave(x)（x=1、2……n）分别作为调制部分的输入TTL信号和输入电压信号，通过射频模块进行调制，并设置发射使能信号为高电平；

发射单脉冲信号结束后，设置发射使能信号为低电平。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

当发射使能信号为高电平时，所述射频接收模块停止工作；

当发射使能信号为低电平时，所述射频接收模块开始工作。

7.一种用于抑制远距离目标信号的装置，其特征在于，所述装置包括：数字处理芯片、与所述数字处理芯片连接的数模转换器DAC、模数转换器ADC和时钟模块，其中，数模转换器DAC连接RFT，模数转换器ADC连接RFR，所述时钟模块中设置有计时器；

所述数字处理芯片，用于产生正交波形信号并输出给数模转换器DAC，同时使用计时器计时，TAO时间后第一个正交波形信号输出完毕，后续时间输出0数值；当达到第一个重复周期时所述计时器清零，然后所述数字处理芯片输出第二个正交波形信号，所述计时器重新开始计时；

所述数模转换器DAC，用于将数字信号转模拟信号后，传输至后端射频模拟器件进行调制处理得到基带信号。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数字处理芯片，具体用于当所述时钟模块工作时，生成的正交波形信号为Wave(1)、Wave(2)…Wave (n-1)、Wave(n)，其中，n为大于4的正整数；正交波形信号时间持续宽度为TAO，不同正交信号间脉冲间隔重复周期时间为PRT。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数模转换器DAC，具体用于将数模转换器DAC的输出信号Wave(x)（x=1、2……n）分别作为调制部分的输入TTL信号和输入电压信号，通过射频模块进行调制，并设置发射使能信号为高电平；发射单脉冲信号结束后，设置发射使能信号为低电平。

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