【技術實現步驟摘要】
本申請涉及步進頻率雷達，尤其涉及一種步進頻率雷達系統及系統時延確定方法、雷達測距方法。
技術介紹
1、如圖1所示，sfcw（stepped?frequency?continuous?waveform，步進頻連續波信號）是雷達系統的常用信號形式之一。與脈沖雷達系統相比，步進頻雷達系統具有距離分辨率高、抗干擾能力強、穿透能力強、可控性強等優點，因此更加適用于各種復雜的工作環境。
2、在步進頻雷達系統中，單頻點的跳頻時間是衡量該系統的一個重要指標。單頻點的跳頻時間越短，幀率越大，掃描成像效果越好。目前，步進頻雷達系統主要采用兩類方法生成雷達信號：第一類是利用dds（direct?digital?synthesizer，直接數字合成）和dac（digital?to?analog?converter，數模轉換器）來生成步進頻率的雷達信號，第二類是利用pll（phase?locked?loop，鎖相環）直接生成。
3、雖然第一類方法具有頻率切換速度快，相位連續性好的優點，但由于dac的輸出頻率范圍取決于dac的性能和采樣時鐘，因此這種方法的輸出范圍有限。同時，dds和dac的輸出會產生高階混疊，導致雷達信號在相位噪聲上存在較多雜散，難以濾除。若在步進頻率雷達系統中采用高性能的dds和dac，則存在成本高昂的問題。
4、基于上述考慮，為實現頻率穩定度高、相位噪聲好、雜散少和成本低的步進頻率雷達系統，目前通常采用pll方式生成雷達信號。在此種實現方式中，基帶信號頻率固定，pll用于生成本振信號并按照頻率步長增
技術實現思路
1、本申請的目的旨在至少能解決上述的技術缺陷之一，特別是現有技術中頻率切換速度慢、系統固定時延誤差校準復雜的技術缺陷。
2、第一方面，本申請實施例提供了一種步進頻率雷達系統，包括：
3、基帶信號生成模塊，用于生成基帶信號；
4、本振信號生成模塊，包括多路選擇器和至少兩個pll電路，各個所述pll電路的輸出端與所述多路選擇器的多個輸入端一一對應連接；所述pll電路用于根據被配置的本振頻率生成本振信號；
5、控制模塊，分別連接所述多路選擇器的控制端和各個所述pll電路的控制端，用于根據本振頻率數列分別配置各個所述pll電路的本振頻率；還用于確定當前本振頻率，并基于所述當前本振頻率向所述多路選擇器輸出選通信號，以使所述多路選擇器選通所述當前本振頻率對應的pll電路；其中，所述本振頻率數列是公差為本振頻率步長的等差數列，各個所述pll電路被配置的本振頻率互不相同；
6、第一混頻模塊，分別連接所述基帶信號生成模塊和所述多路選擇器的輸出端，用于對所述基帶信號和所述多路選擇器輸出的本振信號進行上變頻處理，并得到雷達信號。
7、在一些實施例中，所述基帶信號生成模塊包括：
8、dds電路，連接所述第一混頻模塊，用于根據基帶頻率數列執行跳頻，并依次生成各個數列元素對應的基帶信號；其中，所述基帶頻率數列是公差為基帶頻率步長的等差數列。
9、在一些實施例中，所述基帶頻率步長為所述雷達信號的頻率步長，所述基帶頻率數列的數列元素數量依據所述步進頻率雷達系統的基帶有效帶寬和所述基帶頻率步長確定；
10、所述本振頻率步長為所述數列元素數量和所述基帶頻率步長的乘積。
11、在一些實施例中，所述控制模塊連接所述dds電路；
12、所述控制模塊用于在當前基帶信號頻率為所述基帶頻率數列的最后一項數列元素，且所述雷達信號需要跳頻的情況下，控制所述dds電路生成所述基帶頻率數列中第一項數列元素對應的基帶信號，并根據所述本振頻率步長更新所述當前本振頻率。
13、在一些實施例中，所述控制模塊用于在確定所述當前本振頻率發生更新的情況下，根據已配置的本振頻率，從所述本振頻率數列確定第一目標本振頻率，且將目標pll電路的本振頻率配置為所述第一目標本振頻率；其中，所述目標pll電路為更新前的當前本振頻率所對應的pll電路。
14、在一些實施例中，所述步進頻率雷達系統還包括：
15、第二混頻模塊，連接所述多路選擇器的輸出端，用于對接收到的回波信號和所述多路選擇器輸出的本振信號進行下變頻處理，并得到第一中頻信號；
16、回波處理模塊，連接所述第二混頻模塊，用于對所述第一中頻信號進行信號處理，并得到第二中頻信號。
17、在本申請一些實施例提供的步進頻率雷達系統中，設有至少兩個用于生成本振信號的pll電路，且各個pll電路被配置的本振頻率構成公差為本振頻率步長的等差數列。在發射雷達信號的過程中，控制模塊可根據當前本振頻率選通多個pll電路的其中一個，并提前配置其他pll電路的本振頻率，使得其他pll電路可提前調整其本振頻率。在當前本振頻率需要跳頻的情況下，控制模塊可通過選通另一個pll電路實現頻率切換。由此可見，本申請可通過多個pll電路的交替輸出，實現頻率點快速切換，并可兼顧頻率穩定度高、相位噪聲好、雜散少和成本低等優點。
18、第二方面，本申請實施例提供了一種系統時延確定方法，所述方法包括：
19、采用上述任一實施例的步進頻率雷達系統發射至少一組雷達信號；其中，同一組雷達信號包括基于同一本振頻率生成的多個雷達信號，且同一組雷達信號的信號頻率構成雷達頻率數列，所述雷達頻率數列是公差為基帶頻率步長的等差數列；
20、接收至少一組校準回波信號；所述校準回波信號由位于預設距離處的校準物體反射得到，或者所述校準回波信號為采用預設長度的線纜傳輸所述雷達信號得到；
21、采用所述步進頻率雷達系統的第二混頻模塊和回波處理模塊對所述至少一組校準回波信號進行處理，并得到至少一組校準中頻信號；
22、以雷達信號的信號頻率在相應的雷達頻率數列中的位置作為自變量，以校準中頻信號的相位特征作為因變量，對各組所述校準中頻信號進行數據擬合，并基于擬合結果得到所述步進頻率雷達系統的系統時延；其中，所述系統時延用于進行數據校準。
23、在一些實施例中，采用步進頻率雷達系統發射至少一組雷達信號，包括：
24、采用所述步進頻率雷達系統發射組雷達信號；其中，，為所述步進頻率雷達系統的跳頻總點數，為所述步進頻率雷達系統基帶跳頻點數；
25、以雷達信號的信號頻率在相應的雷達頻率數列中的位置作為自變量，以校準中頻信號的相位特征作為因變量，對各組所述校準中頻信號進行數據擬合，并基于擬合結果得到所述步進頻率雷達系統的系統時延，包括：
26、以雷達信號的信號頻率在相應的雷達頻率數列中的位置作為自變量，以校準中頻信號的相位特征作為因變量，對目標組的校準中頻信號進行數據擬合，并基于所述目標組的擬合結果得到第本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種步進頻率雷達系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述基帶信號生成模塊包括：
3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述基帶頻率步長為所述雷達信號的頻率步長，所述基帶頻率數列的數列元素數量依據所述步進頻率雷達系統的基帶有效帶寬和所述基帶頻率步長確定；
4.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述控制模塊連接所述DDS電路；
5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，
6.根據權利要求2至5任一項所述的系統，其特征在于，所述步進頻率雷達系統還包括：
7.一種系統時延確定方法，其特征在于，所述方法包括：
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，采用步進頻率雷達系統發射至少一組雷達信號，包括：
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述對目標組的校準中頻信號進行數據擬合，并基于所述目標組的擬合結果得到第二目標本振頻率對應的系統時延，包括：
10.一種雷達測距方法，其特征在于，所述方法包括：
【技術特征摘要】
1.一種步進頻率雷達系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述基帶信號生成模塊包括：
3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述基帶頻率步長為所述雷達信號的頻率步長，所述基帶頻率數列的數列元素數量依據所述步進頻率雷達系統的基帶有效帶寬和所述基帶頻率步長確定；
4.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述控制模塊連接所述dds電路；
5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，
6...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉鵬，裴澤徐，羅景，周斌，方廣有，
申請(專利權)人：廣東大灣區空天信息研究院，
類型：發明
國別省市：
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