CN210243825U - 一种雷达信号接收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种雷达信号接收系统，包括：天线和功率放大器件，天线与功率放大器件的第一输入端连接，功率放大器件的输出端连接后端数字电路；其中，功率放大器件功率放大后信号的功率范围与后端数字电路匹配。本实用新型实施例所公开的雷达信号接收系统使用功率放大后信号的功率范围与后端数字电路匹配的功率放大器件对雷达所接收射频信号进行功率放大，一次功率放大即能使输入后端数字电路的射频信号满足功率需求。因此，该雷达信号接收系统的输出信号不存在功率起伏，能够快速将功率调整至后端数字电路所要求的功率采集范围。

Description

一种雷达信号接收系统

技术领域

本实用新型涉及信号处理技术领域，更具体的说，涉及一种雷达信号接收系统。

背景技术

雷达由于能够通过发射、接收电磁波实现对目标的探测，其在军事、气象探测、汽车等领域内得到越来越广泛的应用。在实际应用中，雷达的后端数字电路ADC(Analog-to-Digital Converter，数模转换器)对信号的采集功率有一定要求，为此，在雷达信号接收过程中，需要预先将信号功率调整到合适的范围。

因雷达发射功率或者雷达回波功率会有较大变化，对应接收端有较大的功率接收范围，现有技术中一般会有一个自动增益控制(automatic gain control，AGC)装置来调整功率大小，以适应ADC最佳采集范围。具体过程为：先对输入信号进行功率放大或者衰减，然后进行放大后的功率检测，自动增益控制装置根据检测功率大小控制放大或衰减，以保证到后端数字电路ADC的功率基本恒定。该实现方式往往需要自动增益控制装置多次反馈调节后功率才能满足需求，输出信号存在功率起伏，功率调整较慢。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例公开一种雷达信号接收系统，以解决现有的输出信号存在功率起伏，功率调整较慢的问题。

本实用新型实施例公开一种雷达信号接收系统，包括：天线和功率放大器件，所述天线与所述功率放大器件的第一输入端连接，所述功率放大器件的输出端连接后端数字电路；其中，所述功率放大器件功率放大后信号的功率范围与所述后端数字电路匹配。

可选地，在本实用新型实施例的一种具体实施方式中，还包括：连续波产生器和滤波器，所述连续波产生器与所述功率放大器件的第二输入端连接，所述功率放大器件的输出端通过所述滤波器连接所述后端数字电路；所述连续波产生器所输出连续波信号的频率位于雷达所接收射频信号的频率范围之外，所述连续波产生器所输出连续波信号的功率大于雷达接收的多余信号，所述滤波器的滤波范围与所述连续波产生器所输出连续波信号的频率匹配。

可选地，在本实用新型实施例的一种具体实施方式中，还包括第一频率变换器件，所述第一频率变换器件设置在所述功率放大器件与所述滤波器之间。

可选地，在本实用新型实施例的一种具体实施方式中，还包括第二频率变换器件，所述第二频率变换器件设置在所述滤波器与所述后端数字电路之间。

可选地，在本实用新型实施例的一种具体实施方式中，所述连续波产生器为点频源。

可选地，在本实用新型实施例的一种具体实施方式中，所述连续波产生器为宽带频率源。

可选地，在本实用新型实施例的一种具体实施方式中，所述功率放大器件为限幅放大器。

可选地，在本实用新型实施例的一种具体实施方式中，所述功率放大器件包括限幅放大器和对数放大器。

可选地，在本实用新型实施例的一种具体实施方式中，所述连续波产生器所输出连续波信号的功率可调整。

可选地，在本实用新型实施例的一种具体实施方式中，所述限幅放大器的输入功率范围为下限为A，上限为B，所述连续波产生器所输出连续波信号的功率大于A小于B。

从上述的技术方案可知，本实用新型实施例公开了一种雷达信号接收系统，包括：天线和功率放大器件，天线与功率放大器件的第一输入端连接，功率放大器件的输出端连接后端数字电路；其中，功率放大器件功率放大后信号的功率范围与后端数字电路匹配。本实用新型实施例所公开的雷达信号接收系统使用功率放大后信号的功率范围与后端数字电路匹配的功率放大器件对雷达所接收射频信号进行功率放大，一次功率放大即能使输入后端数字电路的射频信号满足功率需求。因此，该雷达信号接收系统的输出信号不存在功率起伏，能够快速将功率调整至后端数字电路所要求的功率采集范围。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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，还可以根据公开的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例公开的一种雷达信号接收系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例公开的另一种雷达信号接收系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例公开的又一种雷达信号接收系统的结构示意图；

图4为本实用新型实施例公开的又一种雷达信号接收系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如背景技术部分所言，在雷达射频信号接收过程中，因雷达发射功率或者雷达回波功率会有较大变化，对应接收端有较大的功率接收范围，但后端数字电路ADC采集有一定的功率要求，所以现有技术中采用一个自动增益控制装置来调整输入功率大小，以适应ADC最佳采集范围。该过程中，先对输入的射频信号进行功率放大或者衰减，然后自动增益控制装置AGC进行放大后的功率检测，并根据检测功率大小调整输入功率的大小。发明人发现：现有技术中的方案为保证到后端数字电路前的功率基本恒定，通常需要自动增益控制装置的多次反馈调节，导致输出至后端数字电路的信号存在一定时间内的功率起伏，功率调整较慢。为此，本实用新型实施例公开一种雷达信号接收系统，以避免输出至后端数字电路的信号的功率起伏，能够快速将功率调整至后端数字电路所要求的功率采集范围。具体方案如下：

参见图1，本实用新型实施例公开一种雷达信号接收系统，包括：天线101和功率放大器件102。天线101与功率放大器件102的第一输入端连接，功率放大器件102的输出端连接后端数字电路103。其中，功率放大器件102功率放大后信号的功率范围与后端数字电路103匹配，即在功率放大器件102通过天线101接收到射频信号后，会对射频信号进行放大处理，且无论射频信号功率大小，所采用的功率放大器件102都能将功率放大至后端数字电路103功率要求的范围。

在实际应用中，功率放大器件102可以是能够实现限幅放大，对数放大或者其他放大等的放大装置，也可以是这些放大装置的组合，例如限幅放大和对数放大组合，或者这些组合的多级组合，只要能够保证功率放大器件102的输出功率能够被限定在一个设定的小范围，该设定的小范围在后端数字电路103功率要求的范围内。例如功率放大器件102可以是限幅放大装置，该限幅放大装置的输出功率被限定满足后端数字电路103处理要求的功率范围。在输入的射频信号较大时，限幅放大装置放大倍数较小，在输入的射频信号很小时，限幅放大装置放大倍数适应性地按照较大倍数放大，如此根据输入射频信号的大小，适应性的调整放大倍数，以输出满足后端数字电路103处理要求的信号。这里的限幅放大装置可能采取不同的实现方式，例如单个限幅放大器，两个限幅放大器级联等。当然，功率放大器件102并不限于限幅放大装置，例如，在本实用新型实施例的一种具体实施方式中，功率放大器件102可包括限幅放大器和对数放大器。只要功率放大器件102功率放大后能够满足后端数字电路处理需求即可。

本实用新型实施例公开了一种雷达信号接收系统，包括：天线和功率放大器件，天线与功率放大器件的第一输入端连接，功率放大器件的输出端连接后端数字电路；其中，功率放大器件功率放大后信号的功率范围与后端数字电路匹配。本实用新型实施例所公开的雷达信号接收系统使用功率放大后信号的功率范围与后端数字电路匹配的功率放大器件对雷达所接收射频信号进行功率放大，一次功率放大即能使输入后端数字电路的射频信号满足功率需求。因此，该雷达信号接收系统的输出信号不存在功率起伏，能够快速将功率调整至后端数字电路所要求的功率采集范围。

发明人还发现：通常输入的射频信号除了包含理想脉冲信号(需要的信号)以外，还包含一些噪声、杂波、一些小的干扰信号等其中的一种或者多种多余信号，这些多余信号一般会小于需要的信号。这样，相邻的两个脉冲信号间的多余信号输入时，自动增益控制装置由于检测到功率小，会控制尽力放大这些多余信号，这会造成后端数字电路难以分辩接收到是射频信号放大后的信号还是多余信号放大后的信号，给后续处理造成较大影响。

为此，参见图2所示，在图1所示实施例的基础上，本实用新型实施例公开的雷达信号接收系统还可以包括：连续波产生器104和滤波器105。连续波产生器104与功率放大器件102的第二输入端连接，功率放大器件102的输出端通过滤波器105连接后端数字电路103；连续波产生器104所输出连续波信号的频率位于雷达所接收射频信号的频率范围之外，连续波产生器104所输出连续波信号的功率大于雷达接收的多余信号，滤波器105的滤波范围与连续波产生器104所输出连续波信号的频率匹配。该雷达信号接收系统中，连续波产生器104输出连续波信号，且所输出连续波信号的功率大于雷达接收的多余信号，这样，功率放大器件102在没有输入射频信号时，即在射频信号幅度为0时，会把连续波产生器104加入的连续波信号放大，而不会把多余信号过多放大。同时，通过设置滤波范围与连续波产生器104所输出连续波信号的频率匹配的滤波器105，将放大后的连续波信号滤除，且由于连续波产生器104所输出连续波信号的频率位于雷达所接收射频信号的频率范围之外，保证仅能滤除放大后的连续波信号，而不滤除需要的信号。因此，该雷达信号接收系统能够保证后端接收电路正常接收所需要信号的基础上，避免一些噪声、杂波、一些小的干扰信号等多余信号在没有射频信号输入时被过度放大，影响后端数字电路的信号分辩和后续处理。

在一些实际应用中，后端数字电路所需信号的频率和射频信号的频率并不一致。因此，本实用新型实施例的雷达信号接收系统中也可以包括频率变换器件，通过频率变换器件使得最终输给后端数字电路的信号频率满足需求。例如，参见图3所示，在本实用新型实施例的一种具体实施方式中，雷达信号接收系统还可以包括第一频率变换器件106，第一频率变换器件106设置在功率放大器件102与滤波器105之间。又例如，参见图4所示，在本实用新型实施例的一种具体实施方式中，雷达信号接收系统还可以包括第二频率变换器件107，第二频率变换器件107设置在滤波器105与后端数字电路103之间。

还有，在不同场景下，多余信号的功率大小并不相同，为适应不同应用场景，在本实用新型实施例的一种具体实施方式中，连续波产生器可以为功率可调整的连续波产生器，也就是说，连续波产生器所输出连续波信号的功率可调整。这样，可根据实际应用场景的变化，灵活调整连续波产生器的功率，以避免多余信号被过度放大。为方便理解，这里举一个具体实施方式，对连续波产生器所输出连续波信号的功率进行说明：以功率放大器件是限幅放大器为例，假设限幅放大器的输入功率范围为下限为A，上限为B，则连续波产生器所输出连续波信号的需功率大于A小于B。设定连续波产生器加入的连续波信号功率为C，C大于A，且小于B。则功率放大器件将接收到一个功率范围位于C到B之间的一个输入信号。在实际应用中，也要求输入信号中多余信号的功率小于C，也就是说C的功率要稍大于，大于或远大于输入信号中多余信号的功率。试验结果表明：连续波产生器加入的连续波信号的功率大小为该功率放大器件下限附近效果较为理想。

在实际应用中，连续波产生器为可以点频源，也可以为宽带频率源，也可以是能够产生与输入射频信号相反的脉冲信号的连续波产生器。这里的点频源产生的是点频连续波信号，宽带频率源产生的是宽带连续波信号。

另外，现有的雷达信号接收系统为保证输出功率恒定，一种策略是用上一个脉冲的结果来调整下一个脉冲的放大或衰减，这在输入信号相邻脉冲变化较大时，会导致下一个脉冲控制错误，存在增益错误等一些问题；另一种策略是用立即反馈方式，当前输入脉冲信号立即检测输出信号功率，再经过一些列自动增益控制处理控制输入信号的功率调整，这样就会在每一个脉冲信号的前沿出现一个较大的功率起伏，会对后续处理造成较大影响。采用本实用新型实施例的雷达信号接收系统后，由于其对每一个脉冲信号的功率调整是实时的，且没有利用上一个脉冲的结果来调整下一个脉冲的放大或衰减，所以不会出现脉冲控制错误和功率起伏的问题。采用本实用新型实施例的的雷达信号接收系统也存在其他优点，这里做部分列举：电路简单，相比以前省去很多控制电路；成本较低，相比复杂的自动增益控制电路，硬件成本和调试的时间成本都会大幅降低；稳定性好，减少与后续电路的联系，设备工作独立稳定。

最后，还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种雷达信号接收系统，其特征在于，包括：天线和功率放大器件，所述天线与所述功率放大器件的第一输入端连接，所述功率放大器件的输出端连接后端数字电路；其中，所述功率放大器件功率放大后信号的功率范围与所述后端数字电路匹配；还包括：连续波产生器和滤波器，所述连续波产生器与所述功率放大器件的第二输入端连接，所述功率放大器件的输出端通过所述滤波器连接所述后端数字电路；所述连续波产生器所输出连续波信号的频率位于雷达所接收射频信号的频率范围之外，所述连续波产生器所输出连续波信号的功率大于雷达接收的多余信号，所述滤波器的滤波范围与所述连续波产生器所输出连续波信号的频率匹配。

2.根据权利要求1所述的雷达信号接收系统，其特征在于，还包括第一频率变换器件，所述第一频率变换器件设置在所述功率放大器件与所述滤波器之间。

3.根据权利要求1所述的雷达信号接收系统，其特征在于，还包括第二频率变换器件，所述第二频率变换器件设置在所述滤波器与所述后端数字电路之间。

4.根据权利要求1所述的雷达信号接收系统，其特征在于，所述连续波产生器为点频源。

5.根据权利要求1所述的雷达信号接收系统，其特征在于，所述连续波产生器为宽带频率源。

6.根据权利要求1至5任一项所述的雷达信号接收系统，其特征在于，所述功率放大器件为限幅放大器。

7.根据权利要求1至5任一项所述的雷达信号接收系统，其特征在于，所述功率放大器件包括限幅放大器和对数放大器。

8.根据权利要求1至5任一项所述的雷达信号接收系统，其特征在于，所述连续波产生器所输出连续波信号的功率可调整。

9.根据权利要求6所述的雷达信号接收系统，其特征在于，所述限幅放大器的输入功率范围为下限为A，上限为B，所述连续波产生器所输出连续波信号的功率大于A小于B。

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