一種雷達(dá)數(shù)據(jù)處理裝置及方法
【專利說明】
[技術(shù)領(lǐng)域]
[0001 ]本發(fā)明涉及雷達(dá)通信技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種雷達(dá)數(shù)據(jù)處理裝置及方法。
[【背景技術(shù)】]
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，各種類型的雷達(dá)用于氣象觀測、空中交通控制等目的，雷達(dá)通過從天線向目標(biāo)發(fā)射諸如微波的高頻無線電波并且接收來自該目標(biāo)的反射波或者散射波來探測該目標(biāo)的大小、形狀、距離、速度等，并將包含此類信息的電信號通過數(shù)據(jù)采集器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，導(dǎo)入至數(shù)據(jù)處理裝置如計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，繼而獲得便于數(shù)據(jù)分析的圖像。
[0003]為實現(xiàn)上述目的，雷達(dá)因此在部件上需要:發(fā)射器，用于產(chǎn)生并輸出脈沖形狀的高頻信號;天線，用于向大氣發(fā)射由發(fā)射器產(chǎn)生的高頻信號作為高頻無線電波并且接收由目標(biāo)反射或散射的高頻無線電波;接收器，用于通過天線接收由物體反射的高頻無線電波；以及用作切換裝置的循環(huán)器，用于在從發(fā)射器到天線的高頻信號傳輸和從天線到接收器的高頻信號傳輸之間切換。
[0004]如果增加帶寬提高分辨率，為獲取相應(yīng)帶寬對應(yīng)的所有信號，就需要配備高性能的ADC裝置，這將成為一個問題。因此我們需要找到即使使用低于所需取樣速率的取樣速率也能保證高分辨率的方案。
[0005]條紋相機(jī)，又稱為變像管掃描相機(jī)，可以將光信號的時間軸信息轉(zhuǎn)換為空間軸信息，再通過CCD或cmos探測器進(jìn)行信號的采集和分析，現(xiàn)有條紋相機(jī)，多主要用于材料的光譜性能和時間特性研究，用來測試上轉(zhuǎn)換材料和晶體材料的熒光壽命。
[
【發(fā)明內(nèi)容】
]
[0006]本發(fā)明的目的在于將條紋相機(jī)引入雷達(dá)數(shù)據(jù)處理裝置，提供一種數(shù)據(jù)處理速度更快的雷達(dá)數(shù)據(jù)處理裝置及方法。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，設(shè)計一種新型雷達(dá)數(shù)據(jù)處理裝置，裝置包括電光轉(zhuǎn)換器、條紋相機(jī)、光學(xué)數(shù)據(jù)處理器、計算機(jī)存儲模塊以及顯示器，雷達(dá)的電信號發(fā)射端將所接收的信號發(fā)送到電光轉(zhuǎn)換器的電輸入接口，電光轉(zhuǎn)換器的光輸出接口通過光纖或波導(dǎo)器件連接條紋相機(jī)的輸入物鏡，條紋相機(jī)的讀出系統(tǒng)通過探測器件、空間光調(diào)制器或者光纖通信線路與光學(xué)數(shù)據(jù)處理器連接，光學(xué)數(shù)據(jù)處理器信號輸出端通過探測器將數(shù)據(jù)輸出到計算機(jī)存儲模塊或連接顯示器。
[0008]所述條紋相機(jī)，由輸入物鏡、快門、時間分析條紋管、供電單元、時間掃描及等幀時間的控制單元、讀出系統(tǒng)、狹縫以及中性過濾器組成，所述時間分析條紋管采用制作在光纖面板上的光電陰極，兩對偏轉(zhuǎn)板，一個微通道板和制作在光纖面板上的熒光屏，可更換狹縫放置于緊靠光電陰極的光纖面板處，中性過濾器放置在輸入物鏡上。
[0009]所述時間分析條紋管，還替換為光耦合組件、光偏轉(zhuǎn)器、栗浦光組件，其中光偏轉(zhuǎn)器包括光波導(dǎo)，栗浦光沿豎直方向入射至光波導(dǎo)，則信號光沿水平方向通過光波導(dǎo)后由讀出系統(tǒng)采集讀取;光波導(dǎo)的功能層采用夾層結(jié)構(gòu)，中間的芯層為信號光通道，栗浦光入射端面上設(shè)置有用以使栗浦光在芯層中形成光棱鏡陣列的鋸齒狀栗浦光掩膜，所述光棱鏡陣列是基于半導(dǎo)體中載流子誘導(dǎo)折射率變化效應(yīng)，用于光束偏轉(zhuǎn)。
[0010]所述電光轉(zhuǎn)換器，包括電輸入接口、穩(wěn)壓限流組件、半導(dǎo)體光組件和光輸出接口，所述穩(wěn)壓限流單元和半導(dǎo)體光組件相連接，在穩(wěn)壓限流單元上還連接電輸入接口，在半導(dǎo)體光組件上還連接光輸出接口。
[0011]上述新型雷達(dá)數(shù)據(jù)處理裝置的方法，雷達(dá)的電信號發(fā)射端通過信號線將電信號傳輸至電光轉(zhuǎn)換器的電輸入接口，電光轉(zhuǎn)換器通過內(nèi)設(shè)的穩(wěn)壓限流組件、半導(dǎo)體光組將電信號轉(zhuǎn)化為光信號，并通過光輸出接口輸出，再通過光纖傳輸至條紋相機(jī)的輸入物鏡，通過條紋相機(jī)通過內(nèi)設(shè)的時間分析條紋管將時序信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭臻g排列的空域序列信號，條紋相機(jī)的讀出系統(tǒng)通過探測器件、空間光調(diào)制器或者光纖通信線路與光學(xué)數(shù)據(jù)處理器連接，光學(xué)數(shù)據(jù)處理器信號輸出端通過探測器輸出數(shù)據(jù)到計算機(jī)存儲模塊或連接顯示器。
[0012]轉(zhuǎn)化后的光信號由條紋相機(jī)的輸入物鏡進(jìn)入條紋相機(jī)，并經(jīng)中性過濾器初步過濾后進(jìn)入時間分析條紋管，即穿過放置于光纖面板處的可更換狹縫，經(jīng)由兩對偏轉(zhuǎn)板及一個微通道板照射到光電陰極上，產(chǎn)生的光電子經(jīng)加速聚焦和掃描后在熒光屏上成像，通過讀出系統(tǒng)將信息輸出。
[0013]本發(fā)明創(chuàng)新地將條紋相機(jī)引入雷達(dá)數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，數(shù)據(jù)處理速度更快，可達(dá)到皮秒量級的處理速度。
[【附圖說明】]
[0014]圖1為本發(fā)明雷達(dá)數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)傳輸原理框圖。
[0015]圖2為電光轉(zhuǎn)換原理框圖。
[0016]圖3為實施例一條紋相機(jī)結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]圖4為實施例二條紋相機(jī)結(jié)構(gòu)框圖。
[【具體實施方式】]
[0018]現(xiàn)結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步闡述，相信對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是清楚的。
[0019]實施例一
[0020]如圖1所示，新型雷達(dá)數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，由雷達(dá)、電光轉(zhuǎn)換器、條紋相機(jī)、光學(xué)數(shù)據(jù)處理器、計算機(jī)存儲模塊以及顯示器組成，所述雷達(dá)的電信號發(fā)射端將所接收的信號發(fā)送到電光轉(zhuǎn)換器的電輸入接口，電光轉(zhuǎn)換器的光輸出接口通過光纖或波導(dǎo)器件連接條紋相機(jī)的輸入物鏡，條紋相機(jī)的讀出系統(tǒng)通過探測器件、空間光調(diào)制器或者光纖通信線路與光學(xué)數(shù)據(jù)處理器連接，光學(xué)數(shù)據(jù)處理器信號輸出端通過探測器將數(shù)據(jù)輸出到計算機(jī)存儲模塊或連接顯示器。
[0021]如圖2所示，所述電光轉(zhuǎn)換器，包括電輸入接口、穩(wěn)壓限流組件、半導(dǎo)體光組件和光輸出接口，所述穩(wěn)壓限流單元和半導(dǎo)體光組件相連接，在穩(wěn)壓限流單元上還連接電輸入接口，在半導(dǎo)體光組件上還連接光輸出接口。
[0022]條紋相機(jī)盡管被稱為相機(jī)，但和普通意義的相機(jī)并不一致，它不是直接在膠片上記錄，也不是記錄順序的各幀，而是類似連續(xù)圖像或電影一樣的記錄，只是速度很快，可用來記錄極短暫時間。條紋相機(jī)能執(zhí)行兩維分布，同時測量時間范疇或空間范疇的參數(shù)，由于它在時間和空間上有很高的分辨率，已經(jīng)成為高時空診斷的有力工具。
[0023]如圖3所示，所述條紋相機(jī)，由輸入物鏡、機(jī)械快門、時間分析條紋管、供電單元、時間掃描及等幀時間的控制單元、讀出系統(tǒng)、狹縫以及中性過濾器組成，所述時間分析條紋管采用制作在光纖面板上的光電陰極，兩對偏轉(zhuǎn)板，一個微通道板和制作在光纖面板上的熒光屏，可更換狹縫放置于緊靠光電陰極的光纖面板處，中性過濾器放置在輸入物鏡上。
[0024]上述新型雷達(dá)數(shù)據(jù)處理裝置的方法，雷達(dá)的電信號發(fā)射端通過信號線將電信號傳輸至電光轉(zhuǎn)換器的電輸入接口，電光轉(zhuǎn)換器通過內(nèi)設(shè)的穩(wěn)壓限流組件、半導(dǎo)體光組將電信號轉(zhuǎn)化為光信號，并通過光輸出接口輸出，再通過光纖傳輸至條紋相機(jī)的輸入物鏡，通過條紋相機(jī)通過內(nèi)設(shè)的時間分析條紋管將時序信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭臻g排列的空域序列信號，條紋相機(jī)的讀出系統(tǒng)通過探測器件、空間光調(diào)制器或者光纖通信線路與光學(xué)數(shù)據(jù)處理器連接，光學(xué)數(shù)據(jù)處理器信號輸出端通過探測器輸出數(shù)據(jù)到計算機(jī)存儲模塊或連接顯示器。
[0025]轉(zhuǎn)化后的光信號由條紋相機(jī)的輸入物鏡進(jìn)入條紋相機(jī)，并經(jīng)中性過濾器初步過濾后進(jìn)入時間分析條紋管，即穿過放置于光纖面板處的可更換狹縫，經(jīng)由兩對偏轉(zhuǎn)板及一個微通道板照射到光電陰極上，產(chǎn)生的光電子經(jīng)加速聚焦和掃描后在熒光屏上成像，通過讀出系統(tǒng)將信息輸出。
[0026]實施例二
[0027]如圖4所示，所述時間分析條紋管，還替換為光耦合組件、光偏轉(zhuǎn)器、栗浦光組件，其中光偏轉(zhuǎn)器包括光波導(dǎo)，栗浦光沿豎直方向入射至光波導(dǎo)，則信號光沿水平方向通過光波導(dǎo)后由讀出系統(tǒng)采集讀取;光波導(dǎo)的功能層采用夾層結(jié)構(gòu)，中間的芯層為信號光通道，栗浦光入射端面上設(shè)置有用以使栗浦光在芯層中形成光棱鏡陣列的鋸齒狀栗浦光掩膜，所述光棱鏡陣列是基于半導(dǎo)體中載流子誘導(dǎo)折射率變化效應(yīng)，用于光束偏轉(zhuǎn)。
【主權(quán)項】
1.一種雷達(dá)數(shù)據(jù)處理裝置，包括電光轉(zhuǎn)換器、條紋相機(jī)、光學(xué)數(shù)據(jù)處理器、計算機(jī)存儲模塊以及顯示器，其特征在于: 雷達(dá)的電信號發(fā)射端通過信號線將電信號傳輸至電光轉(zhuǎn)換器的電輸入接口，電光轉(zhuǎn)換器通過內(nèi)設(shè)的穩(wěn)壓限流組件、半導(dǎo)體光組將電信號轉(zhuǎn)化為光信號，并通過光輸出接口輸出，再通過光纖傳輸至條紋相機(jī)的輸入物鏡，通過條紋相機(jī)通過內(nèi)設(shè)的時間分析條紋管將時序信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭臻g排列的空域序列信號，條紋相機(jī)的讀出系統(tǒng)通過探測器件、空間光調(diào)制器或者光纖通信線路與光學(xué)數(shù)據(jù)處理器連接，光學(xué)數(shù)據(jù)處理器信號輸出端通過探測器輸出數(shù)據(jù)到計算機(jī)存儲模塊或連接顯示器。2.如權(quán)利要求1所述的一種雷達(dá)數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述條紋相機(jī)由輸入物鏡、快門、時間分析條紋管、供電單元、時間掃描及等幀時間的控制單元、讀出系統(tǒng)、狹縫以及中性過濾器組成，所述時間分析條紋管采用制作在光纖面板上的光電陰極，兩對偏轉(zhuǎn)板，一個微通道板和制作在光纖面板上的熒光屏，可更換狹縫放置于緊靠光電陰極的光纖面板處，中性過濾器放置在輸入物鏡上。3.如權(quán)利要求1所述的一種雷達(dá)數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述電光轉(zhuǎn)換器，包括電輸入接口、穩(wěn)壓限流組件、半導(dǎo)體光組件和光輸出接口，所述穩(wěn)壓限流單元和半導(dǎo)體光組件相連接，在穩(wěn)壓限流單元上還連接電輸入接口，在半導(dǎo)體光組件上還連接光輸出接口。4.如權(quán)利要求2所述的一種雷達(dá)數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述時間分析條紋管，還替換為光耦合組件、光偏轉(zhuǎn)器、栗浦光組件，其中光偏轉(zhuǎn)器包括光波導(dǎo)，栗浦光沿豎直方向入射至光波導(dǎo)，則信號光沿水平方向通過光波導(dǎo)后由讀出系統(tǒng)采集讀取;光波導(dǎo)的功能層采用夾層結(jié)構(gòu)，中間的芯層為信號光通道，栗浦光入射端面上設(shè)置有用以使栗浦光在芯層中形成光棱鏡陣列的鋸齒狀栗浦光掩膜，所述光棱鏡陣列是基于半導(dǎo)體中載流子誘導(dǎo)折射率變化效應(yīng)，用于光束偏轉(zhuǎn)。5.—種基于權(quán)利要求1所述雷達(dá)數(shù)據(jù)處理裝置的信號處理方法，其特征在于，半導(dǎo)體光組轉(zhuǎn)化后的光信號由條紋相機(jī)的輸入物鏡進(jìn)入條紋相機(jī)，并經(jīng)中性過濾器初步過濾后進(jìn)入時間分析條紋管，即穿過放置于光纖面板處的可更換狹縫，經(jīng)由兩對偏轉(zhuǎn)板及一個微通道板照射到光電陰極上，產(chǎn)生的光電子經(jīng)加速聚焦和掃描后在熒光屏上成像，通過讀出系統(tǒng)將信息輸出。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雷達(dá)數(shù)據(jù)處理裝置及方法，裝置包括電光轉(zhuǎn)換器、條紋相機(jī)、光學(xué)數(shù)據(jù)處理器、計算機(jī)存儲模塊以及顯示器，所述雷達(dá)的電信號發(fā)射端將所接收的信號發(fā)送到電光轉(zhuǎn)換器的電輸入接口，電光轉(zhuǎn)換器的光輸出接口通過光纖或波導(dǎo)器件連接條紋相機(jī)的輸入物鏡，條紋相機(jī)的讀出系統(tǒng)通過探測器件、空間光調(diào)制器或者光纖通信線路與光學(xué)數(shù)據(jù)處理器連接，光學(xué)數(shù)據(jù)處理器信號輸出端通過探測器將數(shù)據(jù)輸出到計算機(jī)存儲模塊或連接顯示器。本發(fā)明將條紋相機(jī)引入雷達(dá)數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，數(shù)據(jù)處理速度更快。
【IPC分類】G01S7/41
【公開號】CN105445717
【申請?zhí)枴緾N201510868715
【發(fā)明人】陳立武, 劉興釗, 王開志, 孫勝利, 高葉盛
【申請人】中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月1日
【公告號】CN105759248A