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专利名称：高频地波雷达多频信号相参接收机的制作方法
技术领域：
本发明公开了高频地波雷达多频信号相参接收机，属于雷达信号相参接收机的技术领域。
背景技术：
现有的高频地波雷达多为单频段工作模式和岸基式地波雷达，采用的同一个时钟源处理信号，其信号接收机也只是为满足单频段工作模式所设计。从探测的效果上来看，风、浪反演误差较大，探测距离有限，目标算法的研究也比较难实现，其中部分主要的原因是因为现有的高频地波雷达都工作于单频段模式以及多为岸基式。单频段高频地波雷达使得天线阵利用率不高，数据获取率有限。有必要提供一种接收多频段高频地波雷达信号的相参接收机。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了高频地波雷达多频信号相参接收机。本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案
高频地波雷达多频信号相参接收机，包括顺序连接的高速电子开关电路、模拟滤波器、模数转换器、数字信号处理器，所述高速电子开关电路的输入端与阵列天线连接，所述数字信号处理器输出高频地波雷达多频信号。所述高频地波雷达多频信号相参接收机中，数字信号接收器包括数字带通滤波器、寄存器、η个混频器、η个低通滤波器，η为大于等于2的正整数；
其中所述数字带通滤波器的输入端接模数转换器输出的数字信号，输出端与频段信号分配器的输入端连接，所述频段信号分配器的输出端接η个混频器的输入端，每一个混频器的输出端接一个低通滤波器。所述高频地波雷达多频信号相参接收机中，高速电子开关电路为SL54122漏电高速电子开关电路或者晶体管闻速电子开关电路或者带有甜们_■极管的闻速电子开关电路。所述高频地波雷达多频信号相参接收机中，模数转换器选用AD9277芯片。所述高频地波雷达多频信号相参接收机中，数字信号处理器选用XC6VLX240T芯片。本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果本发明实现了多频段高频地波雷达信号的接收，同时可消除多普勒速度盲区。利用高集成度的模数转换芯片实现本发明，简化了电路。


图I为高频地波雷达多频信号相参接收机的框图。图2为数字信号处理器的框图。
图3为数字信号处理器的工作原理图。图4为数字信号处理对基带信号的提取示意图。
具体实施例方式下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明
如图I所示，高频地波雷达多频信号相参接收机包括顺序连接的高速电子开关电路、7阶模拟滤波器、模数转换器、数字信号处理器，高速电子开关电路的输入端与阵列天线连接，数字信号处理器输出高频地波雷达多频信号。阵列天线接收回波信号至射频接收前端，高频地波雷达为调频中断连续波体制的雷达，高速电子开关电路在雷达发射机发射期间将接收通道关闭，未发射期间打开通道接收回波信号；7阶模拟滤波器通带为3-30MHZ，雷达的多频工作频率设置在3-30MHZ内，7阶模拟滤波器抑制带外信号给接收系统带来的干扰。
数字信号接收器如图2所示包括数字带通滤波器、寄存器、3个混频器、3个低通滤波器，数字带通滤波器的输入端接模数转换器输出的数字信号，输出端与频段信号分配器的输入端连接，频段信号分配器的输出端接3个混频器的输入端，每一个混频器的输出端接一个低通滤波器。闻速电子开关电路为SL54122漏电闻速电子开关电路或者晶体管闻速电子开关电路或者带有钳们二极管的高速电子开关电路。模数转换器选用了 AD9277芯片，该芯片为8通道14bit串行高速A/D，其内部集成了前置低噪声放大器(LNA)、可控增益放大器(VGA)、抗混叠滤波器(AAF)以及ADC，前置低噪声放大器以及可控增益放大器调整信号通道的增益变化，提高系统灵敏度以及调整系统线性动态范围。AD9277集成度高，减少的前端的模拟电路，大大降低了通道隔离度。模拟输入部分采用的差分信号输入，降低干扰。数字输出部分为串行LVDS传输，速率可到600M/S，简化了电路设计，增加了系统稳定性。数字信号处理器选用了 Xilinx Virtex-6系列的XC6VLX240T芯片。通过仿真，该芯片的DSP48e、EMAC等资源均满足系统设计的需要。该芯片主要完成系统的信号处理以及3段频率的合成，所有时钟相参与时统信号。该3段频率的调频带宽没有交集，才能实现3段频率基带信号的提取。该3段频率信号分别为本振信号H、f2、f3的相干信号，为雷达发射信号的回波信号。数字信号处理器的工作原理如图3所示各通道的信号通过ADC进行数字量化之后，进入FPGA进行数字信号处理。首先完成的是数字滤波，该滤波器为数字带通滤波器，通过Matlab的Fdatool生成，滤波器的开始和截止频率可根据具体的3频段频率的设置设计，3频段频率必须在该滤波器的通带之内，抑制度可设置到60dB以上，带内平坦度可设置为O. 2dB以下；该滤波器各大程度的提高了信号纯度，抑制杂散信号。经过数字滤波的信号通过寄存器进行缓冲以及3段信号的分配，这3段信号此时还是同样的信号但包含了 3段频率的频率成分。时钟信号以时统信号为基准，从而实现全相参系统。如图4所示，将第一段频率信号与本振信号fl进行混频以及IQ分解，得到fl段频率的基带信号，第二、三段频率信号和本振信号Π混频也产生了其他频率成分，但这些频率都在调频带宽之外，通过截止频率小于调频带宽的低通滤波器将这些频率成分滤除，即实现了第一段频率的提取。同样的方法实现第二、三段频率的提取。
综上所述，本发明实现了多频段高频地波雷达信号的接收；鉴于发射频率不同会导致Bragg频率不同，将Bragg频率附近的目标信号检测出来可消除多普勒速度盲区。利用高集成度的模数转换芯片实现本发明，简化了电路，提高了信噪比和通道隔离度，优化系统稳定性。上述实施例仅为本发明的一个具体实施例，所有符合本专利发明宗旨的实施例均在发明的保护范围之内。·
权利要求
1.高频地波雷达多频信号相参接收机，其特征在于包括顺序连接的高速电子开关电路、模拟滤波器、模数转换器、数字信号处理器，所述高速电子开关电路的输入端与阵列天线连接，所述数字信号处理器输出高频地波雷达多频信号。
2.根据权利要求I所述的高频地波雷达多频信号相参接收机，其特征在于所述数字信号接收器包括数字带通滤波器、寄存器、η个混频器、η个低通滤波器，η为大于等于2的正整数； 其中所述数字带通滤波器的输入端接模数转换器输出的数字信号，输出端与频段信号分配器的输入端连接，所述频段信号分配器的输出端接η个混频器的输入端，每一个混频器的输出端接一个低通滤波器。
3.根据权利要求I所述的高频地波雷达多频信号相参接收机，其特征在于所述高速电子开关电路为SL54122漏电闻速电子开关电路或者晶体管闻速电子开关电路或者带有甜们二极管的高速电子开关电路。
4.根据权利要求I所述的高频地波雷达多频信号相参接收机，其特征在于所述模数转换器选用AD9277芯片。
5.根据权利要求I所述的高频地波雷达多频信号相参接收机，其特征在于所述数字信号处理器选用XC6VLX240T芯片。
全文摘要
本发明公开了高频地波雷达多频信号相参接收机，属于雷达信号相参接收机的技术领域。所述高频地波雷达多频信号相参接收机包括顺序连接的高速电子开关电路、带通滤波器、模数转换器、数字信号处理器。雷达信号经模数转换器转换后得到的数字信号作为数字信号处理器的输入量，数字信号处理器对数字信号滤波、分频段、与各频段本振信号混频得到基波信号。本发明实现了多频段高频地波雷达信号的接收。同时可消除多普勒速度盲区。利用高集成度的模数转换芯片实现本发明，简化了电路，提高了信噪比和通道隔离度，优化系统稳定性。
文档编号G01S7/285GK102841336SQ201210322779
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月4日 优先权日2012年9月4日
发明者施春荣, 陆小虎, 周涛 申请人:中船重工鹏力(南京)大气海洋信息系统有限公司