寬帶相干極地深層探冰雷達系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種寬帶相干極地深層探冰雷達系統(tǒng)，包括：數(shù)字系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、發(fā)射系統(tǒng)。數(shù)字系統(tǒng)包括：控制單元，用于對雷達系統(tǒng)各單元進行控制；頻率綜合單元，用于生成控制單元和數(shù)據(jù)采集單元進行需要的時鐘信號；數(shù)據(jù)采集單元，用于采集模擬信號并存儲和傳輸GPS信號；DDS，用于生成線性調(diào)頻信號源；發(fā)射系統(tǒng)包括：功放，用于對DDS生成的線性調(diào)頻信號源進行功率放大；發(fā)射天線，用于將功放輸出的電磁波信號輻射出去；接收系統(tǒng)包括：雙通道接收單元，用于對接收前端單元輸出的信號進行高增益和低增益兩個通道放大。系統(tǒng)工作頻率選擇在甚高頻至特高頻(VHF～UHF)波段，采用調(diào)頻脈沖壓縮體制，可以兼顧穿透性和分辨率的要求。
【專利說明】寬帶相干極地深層探冰雷達系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于雷達【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種寬帶相干極地深層探冰雷達系統(tǒng)，其中根據(jù)冰對電磁波衰減小的原理，利用電磁波對冰下分層進行探測，用于探測極地冰蓋厚度和冰下分層等結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]最早采用雷達的方法對極地冰川進行探測是20世紀50年代英國人Waite，此后用于這一目的雷達系統(tǒng)迅速發(fā)展起來。傳統(tǒng)的雷達系統(tǒng)均采用了短脈沖體制。
[0003]我國從1984年首次派隊進行南極科學(xué)考察。二十世紀80年代初，中科院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所研制了 B-1型測厚雷達，并在天山一號冰川和南極地區(qū)進行過成功測試。
[0004]上述探冰雷達本質(zhì)上都是傳統(tǒng)的探地雷達(Ground Penetrating Radar,GPR)。原理是發(fā)射超高頻短脈沖(Impulse)電磁波,對地下介質(zhì)分布進行高精度的物理探測。
[0005]傳統(tǒng)探冰雷達的技術(shù)缺點包括:⑴發(fā)射脈沖是Impulse體制，平均能量?。?2)天線與地面要很好耦合，才能保證能量最大化地發(fā)射到地下；(3) Impulse體制雷達系統(tǒng)一般采用等效采樣技術(shù)，要求運動平臺速度不能太高，這也限制了雷達搭載于快速運動平臺上的應(yīng)用。
[0006]傳統(tǒng)探冰雷達的上述特點，限制了它在極地深層冰下探測的應(yīng)用，也限制了它在車載和機載平臺的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提出了一種寬帶相干極地深層探冰雷達系統(tǒng)。
[0008]本發(fā)明提出的寬帶相干極地深層探冰雷達系統(tǒng)包括數(shù)字系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、發(fā)射系統(tǒng)、USB接口和上位機，
[0009]其中數(shù)字系統(tǒng)進一步包括:控制單元，用于對雷達系統(tǒng)各單元進行控制；頻率綜合單元，用于生成控制單元和數(shù)據(jù)采集單元進行需要的時鐘信號；數(shù)據(jù)采集單元，用于采集模擬信號并存儲和傳輸GPS信號；DDS，用于生成線性調(diào)頻信號源；
[0010]發(fā)射系統(tǒng)進一步包括:功放，用于對DDS生成的線性調(diào)頻信號源進行功率放大；發(fā)射天線，用于將功放輸出的電磁波信號輻射出去；
[0011]接收系統(tǒng)進一步包括:雙通道接收單元，用于對接收前端單元輸出的信號進行高增益和低增益兩個通道放大；接收前端單元，用于對接收天線輸出信號進行初步放大；接收天線，用于接收地下回波信號并輸出給接收前端，GPS模塊，用于采集GPS天線接收的全球定位系統(tǒng)GPS信息；GPS天線，用于將接收到的全球定位系統(tǒng)GPS信息輸出給GPS模塊。
[0012]本發(fā)明的寬帶相干極地深層探冰雷達系統(tǒng)工作在甚高頻至特高頻波段(VHF?UHF)，兼顧了雷達穿透性和分辨率的要求。接收機采用單前端雙通道接收機技術(shù)，保證了冰川淺層和深層的回波信號都能夠得到足夠的放大而不失真。
[0013]本發(fā)明采用了接收機前端開關(guān)和接收機高增益開關(guān)設(shè)計，保證了冰蓋表面強回波信號不會使接收機前端和數(shù)據(jù)采集單元飽和。系統(tǒng)控制采用FPGA實現(xiàn)，對開關(guān)控制邏輯進行時序設(shè)置，使接收機前端開關(guān)控制信號的上升沿早于接收機高增益開關(guān)，下降沿晚于接收機高增益開關(guān)控制信號，保證了視頻泄漏信號影響最小。
[0014]本發(fā)明信號源為寬帶調(diào)頻信號源，采用直接數(shù)字信號發(fā)生器(DDS)技術(shù)生成。雷達系統(tǒng)采用了脈沖壓縮技術(shù)，并采用相干積分改善信號質(zhì)量，提高系統(tǒng)的動態(tài)范圍。發(fā)射機采用固態(tài)發(fā)射機技術(shù)，功率放大器采用電源調(diào)制技術(shù)，降低了雷達發(fā)射機的平均功耗。雷達系統(tǒng)采用正下視的工作方式，天線指向垂直于地面。雷達系統(tǒng)可工作于車載或者機載平臺。
[0015]本發(fā)明的雷達系統(tǒng)采用寬帶相干調(diào)頻脈沖壓縮體制，與現(xiàn)有技術(shù)的雷達不同，調(diào)頻脈沖壓縮體制相對于Impulse體制增加了發(fā)射脈沖的平均功率；相干積分技術(shù)增加了系統(tǒng)的處理收益；雙通道接收技術(shù)增大了接收機的動態(tài)范圍，上述特點保證了寬帶相干極地深層探冰雷達系統(tǒng)能夠進行深層冰下探測，冰下探測深度可大于2000米。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明寬帶相干極地深層探冰雷達系統(tǒng)組成框圖；
[0017]圖2為本發(fā)明寬帶相干極地深層探冰雷達系統(tǒng)接收機結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖3為本發(fā)明寬帶相干極地深層探冰雷達系統(tǒng)功放結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖4為本發(fā)明寬帶相干極地深層探冰雷達系統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng)相干積分程序的基本流程圖；
[0020]圖5為本發(fā)明寬帶相干極地深層探冰雷達系統(tǒng)接收機開關(guān)控制邏輯時序圖；
[0021]圖6為本發(fā)明寬帶相干極地深層探冰雷達系統(tǒng)工程樣機主機示例圖；
[0022]圖7為本發(fā)明寬帶相干極地深層探冰雷達系統(tǒng)工程樣機功放示例圖；
[0023]圖8為本發(fā)明寬帶相干極地深層探冰雷達系統(tǒng)安裝于雪地車南極實測場景圖；
[0024]圖9為利用本發(fā)明寬帶相干極地深層探冰雷達系統(tǒng)在我國第28次南極科學(xué)考察實測數(shù)據(jù)示例I ;
[0025]圖10為利用本發(fā)明寬帶相干極地深層探冰雷達系統(tǒng)在我國第28次南極科學(xué)考察實測數(shù)據(jù)示例2。
【具體實施方式】
[0026]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0027]本發(fā)明的寬帶相干極地深層探冰雷達系統(tǒng)，可以用于極地冰蓋深層厚度探測。
[0028]圖1為本發(fā)明寬帶相干極地深層探冰雷達系統(tǒng)組成框圖。參照圖1，該雷達系統(tǒng)包括數(shù)字系統(tǒng)、接收系統(tǒng)和發(fā)射系統(tǒng)以及USB接口和上位機等。
[0029]數(shù)字系統(tǒng)進一步包括:控制單元、頻率綜合單元、數(shù)據(jù)采集單元和直接數(shù)字信號發(fā)生器(DDS)?？刂茊卧c頻率綜合單元、數(shù)據(jù)采集單元、DDS進行連接，并通過USB接口與上位機進行相連，用于對雷達系統(tǒng)各單元進行控制；頻率綜合單元與控制單元和數(shù)據(jù)采集單元進行連接，用于生成這兩部分單元需要的時鐘信號；數(shù)據(jù)采集單元與控制單元、頻率綜合單元、接收系統(tǒng)進行連接，并通過USB接口與上位機進行連接，用于采集雙通道接收單元輸出的模擬信號和GPS信號，并傳輸?shù)缴衔粰C，數(shù)據(jù)采集單元是直接采集沒有經(jīng)過解調(diào)的信號，解調(diào)是在上位機通過數(shù)字下變頻完成的；DDS與控制單元和發(fā)射系統(tǒng)進行連接，用于生成線性調(diào)頻信號源，輸出至功放。
[0030]發(fā)射系統(tǒng)進一步包括:功放和發(fā)射天線。功放與DDS和發(fā)射天線相連接，用于對DDS生成的線性調(diào)頻信號源進行功率放大；發(fā)射天線和功放進行連接，用于將功放輸出的電磁波信號輻射出去。
[0031]接收系統(tǒng)進一步包括:雙通道接收單元、接收前端單元、接收天線、GPS模塊和GPS天線。雙通道接收單元與數(shù)據(jù)采集單元和接收前端單元進行連接，用于對接收前端輸出的信號進行高增益和低增益兩個通道放大；接收前端單元與雙通道接收單元和接收天線進行連接，用于對接收天線輸出信號進行初步放大；接收天線與接收前端進行連接，用于接收地下回波信號并輸出給接收前端。GPS模塊與數(shù)據(jù)采集單元和GPS天線進行連接，用于采集GPS天線接收的全球定位系統(tǒng)(GPS)信息；GPS天線與GPS模塊進行連接，用于將接收到的全球定位系統(tǒng)(GPS)信息輸出給GPS模塊。
[0032]USB接口與控制單元、數(shù)據(jù)采集單元和上位機進行連接，用于傳輸數(shù)據(jù)和控制信號；上位機與USB接口進行連接，用于對控制單元和數(shù)據(jù)采集單元發(fā)出指令，存儲數(shù)據(jù)采集單元采集到的數(shù)據(jù)。
[0033]圖2為本發(fā)明寬帶相干極地深層探冰雷達系統(tǒng)接收機結(jié)構(gòu)圖。參照圖2，接收機由接收前端單元和雙通道接收單元兩部分組成。接收前端單元進一步包括:限幅器2、濾波器
3、開關(guān)4和低噪放5。雙通道接收單元進一步包括:低增益通道和高增益通道兩部分；低增益通道進一步包括:數(shù)字衰減器7和放大器9 ;高增益通道進一步包括:單刀雙擲開關(guān)6、數(shù)字衰減器8和放大器10。
[0034]接收機中的信號流描述如下:由天線I接收的回波信號首先經(jīng)限幅器2，限幅器2用于防止較強的直達波損傷接收機前端。從限幅器2輸出的信號經(jīng)接收機前端的濾波器3和開關(guān)4，之后進入接收前端單元的低噪放5。接收前端單元輸出的信號分為低增益通道和高增益通道兩路。接收前端單元輸出的信號進入低增益通道后，經(jīng)過衰減器7和放大器9，進入數(shù)據(jù)采集單元；接收前端單元輸出的信號進入高增益通道后，先進入單刀雙擲開關(guān)6，使用單刀雙擲開關(guān)能夠控制高增益通道和低增益通道按照各自的時序打開或關(guān)閉；然后經(jīng)過數(shù)字衰減器8和放大器10，進入數(shù)據(jù)采集單元。數(shù)字系統(tǒng)的控制單元發(fā)出的控制信號包括:接收前端單元開關(guān)控制信號11，控制接收前端單元開關(guān)的打開和關(guān)閉；高增益通道數(shù)字衰減器和開關(guān)控制信號12，控制高增益通道數(shù)字衰減器的工作和關(guān)閉以及開關(guān)的打開和關(guān)閉；低增益通道數(shù)字衰減器控制信號13，控制低增益通道數(shù)字衰減器的工作和關(guān)閉。
[0035]圖3為本發(fā)明寬帶相干極地深層探冰雷達系統(tǒng)功放結(jié)構(gòu)圖。參照圖3，功放采用三級固態(tài)放大器設(shè)計方案，要求輕量化、帶寬寬、增益高及可靠性高。功放由匹配電路301、第一級放大器302、匹配電路303、第二級放大器304、匹配電路305、第三級放大器306、匹配電路307、耦合檢波器308、開關(guān)309組成。
[0036]功放中的信號流描述如下:雷達系統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng)的DDS產(chǎn)生線性調(diào)頻信號，經(jīng)匹配電路301進入第一級放大器302，進行初步放大；然后經(jīng)匹配電路303和第二級放大器304，進行中功率放大；最后經(jīng)過匹配電路305和第三級放大器306，進行大功率放大；匹配電路307用于對功放的輸出阻抗進行匹配；耦合檢波器308用于檢測功放的功率電平；開關(guān)309用于控制功放的打開和關(guān)閉。
[0037]檢測和控制信號由數(shù)字系統(tǒng)控制單元產(chǎn)生，包括:控制開關(guān)脈沖信號313，用于控制開關(guān)309的打開和關(guān)閉；檢測電壓311,用于輸出由I禹合檢波器308確定的功放的功率電平；輸入電壓有兩種，分別是+12V電壓312以及第三級放大器+28V電壓310，+12V電壓分別向開關(guān)309、放大器302和放大器304供電；+28V電壓向放大器306供電。
[0038]功放電源采用套脈沖設(shè)計，即由數(shù)字系統(tǒng)控制單元產(chǎn)生脈沖信號，在脈沖到來時，電源打開；在脈沖結(jié)束后，電源關(guān)閉。電源脈沖需要比發(fā)射機發(fā)射的信號脈沖長(通常上升沿和下降沿各長5μ S以上)，即比信號脈沖打開早，關(guān)閉晚。這種設(shè)計降低了發(fā)射機的功耗。
[0039]圖4為本發(fā)明寬帶相干極地深層探冰雷達系統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng)的相干積分程序的基本流程圖。相干積分程序在雷達數(shù)據(jù)采集過程中完成了相干積分功能，提高了采集數(shù)據(jù)的信噪比，減少了原始數(shù)據(jù)的存儲量。相干積分程序，分為ADC數(shù)據(jù)采集401、積分相干累加402和數(shù)據(jù)成幀403三個處理過程。使用一個RAM作為積分相干累加緩存單元，一個FIFO作為數(shù)據(jù)成幀緩存單元，ADC開始采集數(shù)據(jù)的長度以幀為單位，幀長由上層應(yīng)用軟件設(shè)定。
[0040]參照圖4，在初始狀態(tài)中，數(shù)字系統(tǒng)控制單元首先檢測控制時序產(chǎn)生的取樣門信號Trig是否到來，如果是，則讀取ADC采樣后的原始幀數(shù)據(jù)，并將原始幀數(shù)據(jù)與RAM中緩存的數(shù)據(jù)(初始狀態(tài)值全零)作相干積分累加，完成一幀數(shù)據(jù)累加(累加次數(shù)由應(yīng)用層軟件輸入)，若累加次數(shù)沒有結(jié)束，則將累加數(shù)據(jù)結(jié)果送入RAM作緩存；若累加結(jié)束，則輸出完成標識Flag，清除RAM中緩存數(shù)據(jù)，并將累加數(shù)據(jù)送入后端數(shù)據(jù)成幀模塊。數(shù)據(jù)幀幀頭數(shù)據(jù)包括標識位、幀計數(shù)器、參數(shù)信息和保留字節(jié)，成幀后數(shù)據(jù)寫入FIFO再次緩存，并告知后端USB模塊讀取FIFO中數(shù)據(jù)。USB接口模塊需要完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?，從上位機接收控制參數(shù)和線性調(diào)頻信號波形數(shù)據(jù)，并把相干積分處理的數(shù)據(jù)傳給上位機。
[0041]圖5為本發(fā)明寬帶相干極地深層探冰雷達系統(tǒng)接收機開關(guān)控制邏輯時序圖。參照圖5，接收機控制邏輯時序設(shè)置是否正確是接收機能否正常接收回波信號的前提條件。
[0042]接收機工作原理和接收機開關(guān)控制邏輯時序設(shè)置表述如下:在進行冰蓋測量時，接收機按照時間順序依次接收到冰蓋表面回波信號(以及發(fā)射天線直接耦合到接收天線的直達波)、冰蓋下淺層回波信號和冰蓋深層回波信號。如果不對回波信號的強度進行區(qū)分，采用同一個放大通道，較強的冰蓋表面回波(以及直達波)會使接收機飽和，甚至損傷接收機。接收機采用一個接收前端、高低增益雙接收通道設(shè)計，就是根據(jù)這一原理完成的。最先到達的回波信號幅度也最強，隨后信號逐漸減弱。因而，需要根據(jù)電磁波在空氣中的傳播速度計算表面回波達到時間tl和直達波的到達時間t2，取tA為tl和t2中的較大者。如圖5所示，在發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射信號完成后，接收機前端開關(guān)打開501，這時候，接收機高增益開關(guān)關(guān)閉。經(jīng)過時間tA，待表面回波信號(以及直達波)接收完成后，接收機高增益開關(guān)打開502，這樣就可以避免接收機高增益通道被表面回波(以及直達波)損傷。實際工作中，接收機高增益開關(guān)打開時間還可以根據(jù)情況略大于tA。
[0043]接收機開關(guān)控制邏輯時序設(shè)置需要考慮的另外一個因素是開關(guān)的視頻泄露信號。開關(guān)視頻泄漏信號是指，當開關(guān)在沒有射頻輸入信號的情況下切換狀態(tài)時，在其射頻輸出端上產(chǎn)生的寄生信號。開關(guān)視頻泄漏是開關(guān)的固有特性，無法從根源上徹底消除。接收機開關(guān)控制邏輯時序設(shè)置要盡量減少接收機對開關(guān)視頻泄露信號的放大，降低其影響。如圖5所示，信號接收完成后，接收機高增益開關(guān)關(guān)閉503，經(jīng)過一個時間延遲tB (通常取幾個微秒)后，接收機前端開關(guān)關(guān)閉504。反之，如果接收機前端開關(guān)先關(guān)閉，產(chǎn)生的開關(guān)視頻泄露信號就會經(jīng)過接收機前端放大、接收機高增益通道放大，這樣開關(guān)視頻泄露信號被放大的幅度最大，對接收機的影響也最大。
[0044]圖6是本發(fā)明寬帶相干極地深層探冰雷達系統(tǒng)工程樣機主機示例，圖7工程樣機功放示例。根據(jù)實際測驗，該工程樣機冰下探測深度大于2000米。
[0045]圖8為本發(fā)明寬帶相干極地深層探冰雷達系統(tǒng)安裝于雪地車南極實測場景圖；圖9為利用本發(fā)明寬帶相干極地深層探冰雷達系統(tǒng)在我國第28次南極科學(xué)考察實測數(shù)據(jù)示例I ;圖10為利用本發(fā)明寬帶相干極地深層探冰雷達系統(tǒng)在我國第28次南極科學(xué)考察實測數(shù)據(jù)示例2。
[0046]由圖9可見，冰巖交界面I大約在1600-1800米之間，中間層2和淺層分層3清晰可見。由圖10可見，冰巖交界面I大約在2200-2300米之間，中間層2和淺層分層3清晰可見。
[0047]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種寬帶相干極地深層探冰雷達系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括數(shù)字系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、發(fā)射系統(tǒng)， 其中數(shù)字系統(tǒng)進一步包括:控制單元，用于對雷達系統(tǒng)各單元進行控制；頻率綜合單元，用于生成控制單元和數(shù)據(jù)采集單元需要的時鐘信號；數(shù)據(jù)采集單元，用于采集雙通道接收單元輸出信號和GPS信號，并傳輸至上位機進行存儲；直接數(shù)字信號發(fā)生器DDS，用于生成線性調(diào)頻信號源； 發(fā)射系統(tǒng)進一步包括:功放，用于對DDS生成的線性調(diào)頻信號源進行功率放大；發(fā)射天線，用于將功放輸出的電磁波信號輻射出去； 接收系統(tǒng)進一步包括:雙通道接收單元，用于對接收前端單元輸出的信號進行高增益和低增益兩個通道放大；接收前端單元，用于對接收天線輸出信號進行初步放大；接收天線，用于接收地下回波信號并輸出給接收前端單元；GPS模塊，用于采集GPS天線接收的全球定位系統(tǒng)GPS信息；GPS天線，用于將接收到的全球定位系統(tǒng)GPS信息輸出給GPS模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述雷達系統(tǒng)進一步包括: USB接口，與控制單元、數(shù)據(jù)采集單元和上位機進行連接，用于傳輸數(shù)據(jù)和控制信號； 上位機，與USB接口進行連接，用于對控制單元和數(shù)據(jù)采集單元發(fā)出指令，存儲數(shù)據(jù)采集單元采集到的數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述接收前端單元進一步包括:限幅器、濾波器、開關(guān)和低噪放。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述雙通道接收單元進一步包括:低增益通道和高增益通道兩部分，`低增益通道進一步包括數(shù)字衰減器和放大器；高增益通道進一步包括單刀雙擲開關(guān)、數(shù)字衰減器和放大器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，在接收系統(tǒng)中，由天線接收的回波信號首先經(jīng)限幅器，限幅器用于防止較強的直達波損傷接收前端單元，從限幅器輸出的信號經(jīng)接收前端單元的濾波器和開關(guān)，之后進入接收機前端單元的低噪放，接收機前端單元輸出的信號分為低增益通道和高增益通道兩路，接收機前端單元輸出的信號進入低增益通道后，經(jīng)過數(shù)字衰減器和放大器，進入數(shù)據(jù)采集單元；接收機前端單元輸出的信號進入高增益通道后，先進入單刀雙擲開關(guān)，使用單刀雙擲開關(guān)能夠控制高增益通道和低增益通道按照各自的時序打開或關(guān)閉；然后經(jīng)過數(shù)字衰減器和放大器，進入數(shù)據(jù)采集單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述功放包括第一匹配電路、第一級放大器、第二匹配電路、第二級放大器、第三匹配電路、第三級放大器、第四匹配電路、率禹合檢波器、開關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述功放中的信號流程為:所述DDS產(chǎn)生線性調(diào)頻信號，經(jīng)第一匹配電路進入第一級放大器，進行初步放大；然后經(jīng)第二匹配電路和第二級放大器，進行中功率放大；最后經(jīng)過第三匹配電路和第三級放大器，進行大功率放大；第四匹配電路用于對功放的輸出阻抗進行匹配；耦合檢波器用于檢測功放的功率電平；開關(guān)用于控制功放的打開和關(guān)閉。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，功放電源采用套脈沖設(shè)計，即由雷達系統(tǒng)控制單元產(chǎn)生脈沖信號，在脈沖到來時，電源打開；在脈沖結(jié)束后，電源關(guān)閉，電源脈沖比發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射的信號脈沖長，即比信號脈沖打開早，關(guān)閉晚。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字系統(tǒng)的相干積分程序由控制單元和數(shù)據(jù)采集單元完成，包括ADC數(shù)據(jù)采集、積分相干累加和數(shù)據(jù)成幀三個處理過程，相干積分程序在雷達數(shù)據(jù)采集過程中完成了相干積分功能，提高采集數(shù)據(jù)的信噪比，減少原始數(shù)據(jù)的存儲量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，在進行冰蓋測量時，接收機按照時間順序依次接收到冰蓋表面回波信號以及發(fā)射天線直接耦合到接收天線的直達波、冰蓋下淺層回波信號和冰蓋深層回波信號，根據(jù)電磁波在空氣中的傳播速度計算表面回波到達時間tl和直達波的到達時間t2，取tA為tl和t2中的較大者，在發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射信號完成后，接收機前端開關(guān)打開，接收機高增益開關(guān)關(guān)閉，經(jīng)過時間tA，待表面回波信號以及直達波接收完成后，接收機高增益開關(guān)打`開。
【文檔編號】G01S7/489GK103513237SQ201210225049
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月29日
【發(fā)明者】劉小軍, 趙博, 方廣有 申請人:中國科學(xué)院電子學(xué)研究所