專利名稱：線性調(diào)頻連續(xù)波雷達靈敏度頻率控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，涉及一種控制方法，尤其是一種線性調(diào)頻連續(xù)波 雷達靈敏度頻率控制方法。
背景技術(shù)：
線性調(diào)頻連續(xù)波(LFMCW)雷達接收機輸出目標回波中頻差拍信號幅度與雷達到目 標距離的四次方成反比，因此隨著距離的增大，信號幅度迅速衰減，加上目標大小的變化， 這就要求接收機有很大的動態(tài)范圍。即遠距離小目標可以探測到，同時近距離大目標不至 于飽和。針對這一問題，人們提出了靈敏度頻率控制(SFC)的概念并進行了研究，在連續(xù)波 體制雷達中，可以利用回波信號的差拍頻率與目標距離成正比的關(guān)系在頻率域上進行動態(tài) 壓縮，由雷達距離方程，回波信號功率與目標距離(LFMCW雷達中差拍信號頻率)的四次方成 反比，近距離目標回波信號強，差拍信號頻率低，遠距離目標回波信號弱，但差拍信號頻率 高，SFC電路設(shè)計要求帶內(nèi)幅頻特性一般近似按12dB/倍頻斜率上升，目前采用的帶通濾波 器或數(shù)控衰減器去實現(xiàn)的方式，都存在一些問題，采用帶通濾波器不能滿足12dB/倍頻的 要求；采用數(shù)控衰減器，控制比較復雜。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種線性調(diào)頻連 續(xù)波雷達靈敏度頻率控制方法。為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案
一種線性調(diào)頻連續(xù)波雷達靈敏度頻率控制方法，其特征在于，該方法在接收機中頻采 用兩階帶阻濾波器，用于模擬目標回波衰減特性，在近距離時使接收機的靈敏度降低，以防 止近程雜波使接收機發(fā)生飽和；在遠距離時使接收機保持原來的增益和靈敏度，以保證小 目標的獲取和辨別。所述的兩階帶阻濾波器用LC網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)，帶阻濾波器的中心頻率為雷達系統(tǒng)接 收機的中頻頻率，3dB帶寬根據(jù)雷達發(fā)射信號的調(diào)頻斜率和作用距離來確定，為最大作用距 離的三分之一所對應(yīng)的3dB帶寬的2倍。采用本發(fā)明采用基于兩階帶阻濾波器實現(xiàn)SFC的電路，電路形式簡單，實施方便， 經(jīng)測試表明，目標距離在IOKm內(nèi)，目標回波信號幅度衰減約46dB，且每倍頻程衰減約12dB。


圖1為本發(fā)明的電路原理方框圖； 圖2為本發(fā)明的電路幅頻特性圖3為本發(fā)明的原理電路圖。以下結(jié)合附圖和實施例對對本發(fā)明做進一步詳細描述。
具體實施例方式本發(fā)明的技術(shù)原理是結(jié)合最平坦低通原型濾波器阻帶的衰減特性，當濾波器階 數(shù)(N)等于2時，其衰減特性滿足12dB/倍頻斜率要求，那么在接收機中頻采用兩階帶阻濾 波器，就能模擬目標回波衰減特性，在近距離時使接收機的靈敏度降低，以防止近程雜波使 接收機發(fā)生飽和；在遠距離時使接收機保持原來的增益和靈敏度，以保證小目標的獲取和 辨別。SFC技術(shù)是針對LFMCW體制雷達提出的。LFMCW雷達回波與發(fā)射信號混頻輸出的 中頻差拍信號頻率與距離成正比關(guān)系，中頻差拍信號的頻率f為B/T.T=B.T.2R/C
其中，B為掃頻帶寬，T為調(diào)制周期，c為光速，R為目標到雷達天線的距離，τ為雷達 回波信號相對于發(fā)射信號的時延。其原理框圖如圖1所示，兩階帶阻濾波器可用LC網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)。帶阻濾波器的中心 頻率為雷達系統(tǒng)接收機的中頻頻率，3dB帶寬可根據(jù)雷達發(fā)射信號的調(diào)頻斜率和作用距離 來確定，一般為最大作用距離的三分之一所對應(yīng)的帶寬的2倍。假設(shè)雷達接收機中頻頻率IF=20MHz，雷達發(fā)射信號的調(diào)頻斜率為15MHz/lmS，雷 達的最大作用距離為30Km，即三分之一最大作用距離對應(yīng)的帶寬為1MHz，那么帶阻濾波器 中心頻率Ftl=ZOMHzddB帶寬為2MHz，輸入、輸出阻抗為50 Ω。其差拍信號幅頻特性如圖2 所示。在實踐中，電路原理圖如圖3所示，包括電容Cl、C2、C3和C4，以及電感Li、L2和 L3，其中，電感L3作為級聯(lián)電感；電容C1、C3和電感Ll作為作為一階帶阻濾波器，電容C2、 C4和電感L2連接作為二階帶阻濾波器，電感L3連接在兩階帶阻濾波器之間。其電路形式 簡單，實施方便。電容Cl采用穩(wěn)定性高，溫度范圍寬，容值27P士0. 2多層陶瓷電容；電感Ll采用高 Q值，高穩(wěn)定性，電感量為2. 3uH士 0. 2。電容C2采用穩(wěn)定性高，溫度范圍寬，容值27P士0. 2多層陶瓷電容；電感L2采用高 Q值，高穩(wěn)定性，電感量為2. 3uH士 0. 2。電感L3采用電感量為390nH繞線電感。電容C3、電容C4分別作為電路輸入輸出匹配用，容值都為220P。由于各個廠家元器件精度的差異，導致調(diào)試結(jié)果中心頻率或3dB帶寬可能會有微 小的差異，可對電容Cl、電容C2、電感Li、電感L2值進行微調(diào)，使其滿足相應(yīng)指標要求。經(jīng)測試表明，結(jié)果如表1所示 表1 目標距離(Em)差拍頻率_幅度(dBm)IOIm21MHz-3. 3dBm51 20, 5MHz-IBdBm2. BKm20.25MHz-27. 5dBm1.25Em20.1251Hz-38.BdBm0.625Km20.0625MHz-49.6dBm
由上表可以看出目標距離在IOKm內(nèi)，目標回波信號幅度衰減約46dB，且每倍頻程衰減 約12dB，滿足其設(shè)計要求。
權(quán)利要求
一種線性調(diào)頻連續(xù)波雷達靈敏度頻率控制方法，其特征在于，該方法在接收機中頻采用兩階帶阻濾波器，用于模擬目標回波衰減特性，在近距離時使接收機的靈敏度降低，以防止近程雜波使接收機發(fā)生飽和；在遠距離時使接收機保持原來的增益和靈敏度，以保證小目標的獲取和辨別；所述的兩階帶阻濾波器用LC網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)，帶阻濾波器的中心頻率為雷達系統(tǒng)接收機的中頻頻率，3dB帶寬根據(jù)雷達發(fā)射信號的調(diào)頻斜率和作用距離來確定，為最大作用距離的三分之一所對應(yīng)的3dB帶寬的2倍。
2.如權(quán)利要求1所述的線性調(diào)頻連續(xù)波雷達靈敏度頻率控制方法，其特征在于，所述 的LC網(wǎng)絡(luò)由電容Cl、C2、C3和C4，以及電感Li、L2和L3組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種線性調(diào)頻連續(xù)波雷達靈敏度頻率控制方法，該方法在接收機中頻采用兩階帶阻濾波器，用于模擬目標回波衰減特性，在近距離時使接收機的靈敏度降低，以防止近程雜波使接收機發(fā)生飽和；在遠距離時使接收機保持原來的增益和靈敏度，以保證小目標的獲取和辨別；兩階帶阻濾波器用LC網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)，帶阻濾波器的中心頻率為雷達系統(tǒng)接收機的中頻頻率，3dB帶寬根據(jù)雷達發(fā)射信號的調(diào)頻斜率和作用距離來確定，為最大作用距離的三分之一所對應(yīng)的3dB帶寬的2倍。電路形式簡單，實施方便，經(jīng)測試表明，目標距離在10Km內(nèi)，目標回波信號幅度衰減約46dB，且每倍頻程衰減約12dB。
文檔編號G01S7/41GK101950015SQ201010504178
公開日2011年1月19日 申請日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日
發(fā)明者楊永峰 申請人:西安天偉電子系統(tǒng)工程有限公司