[发明专利]雷达信号降采样率的装置及方法

说明书

本发明公开了一种雷达信号降采样率的装置及方法。其中，雷达信号降采样率的装置，包括：雷达信号产生器，产生一组在时间和频率上编码的探测信号；雷达收发系统，发射雷达信号产生器产生的探测信号和接收目标的回波信号；雷达数据采样器，对雷达的回波信号进行数据采样，将模拟信号转换为数字信号；以及雷达信号解算器，根据发射的编码的探测信号进行解算，将数字信号恢复为回波信号。不需要通过多通道技术实现，也不需要增加脉冲发射频率，具有实现方便、灵活、一致性好的优点，有效降低了雷达信号的采样率，并简化了雷达系统，降低了成本。

技术领域

本公开属于雷达技术领域，涉及一种雷达信号降采样率的装置及方法。

背景技术

雷达是通过发射探测信号并接收目标的反射信号来获取目标信息的一种无线电遥感探测设备。在雷达探测中，为了提高测量精度，需要增加探测信号的频带宽度，由此导致了雷达信号模数转换技术难度的增加。通常，对于雷达发射的探测信号带宽为f_B，按照奈奎斯特采样定理，其采样频率f_s应当大于2倍的f_B，否则会导致采样后的信号产生频谱混叠，无法准确的还原真实信号。例如，对于1GHz带宽的探测信号，对其回波信号的采样频率应当不小于2GHz。随着探测精度要求的不断提高，带宽的不断增加，模数转换的技术难度会变得越来越大。

在现有的雷达系统中，采用了不同的技术手段来解决由于雷达系统带宽增加而带来的技术难题。多通道技术就是其中的一种技术手段，通过将接收通道从频带上分解为多个子带通道并用以接收不同的子带信号，最终形成完整的回波信号。其中，可以根据分解后的子带信号的带宽的减少来降低采样率，从而达到降低模数转换技术难度的目的。然而，多通道技术带来了系统复杂、多通道同时工作、性能一致性要求高等问题。步进频率技术是另外一种降低采样率的技术手段，通过将发射信号分解为多个子带，每次发射一个子带信号并接收回波信号，经过多次发射和接收后，将接收的各子带回波信号合成为完整的回波信号。由于每次发射的子带信号带宽减少，因此采样率也可以相应降低，并且只需要一个接收通道，系统相对简单。然而，由于分不同的发射脉冲获取各子带的回波信号，一方面会带来信号时间变化因素的影响，另一方面会导致雷达发射脉冲频率的增加；此外，还涉及去斜接收等技术。因此，现有技术中存在降采样率实现困难、雷达系统复杂的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种雷达信号降采样率的装置及方法，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种雷达信号降采样率的装置，包括：雷达信号产生器，产生一组在时间和频率上编码的探测信号；雷达收发系统，发射雷达信号产生器产生的探测信号和接收目标的回波信号；雷达数据采样器，对雷达的回波信号进行数据采样，将模拟信号转换为数字信号；以及雷达信号解算器，根据发射的编码的探测信号进行解算，将数字信号恢复为回波信号。

在本公开的一些实施例中，该雷达信号降采样率的装置还包括：雷达信号处理器，对解算获取的回波信号进行处理，实现雷达目标探测。

在本公开的一些实施例中，雷达信号产生器针对探测信号的时间和频率编码要求进行特定的设计：采用存储器加数模转换器的方式，将频率编码和时间编码需求形成的探测信号波形存储在存储器中，通过数模转换器电路形成发射脉冲信号；或者采用实时计算的方式，通过硬件电路实时生成频率和时间编码的一组脉冲信号，经过数模转换器电路形成探测信号。

在本公开的一些实施例中，雷达信号解算器根据发射的探测信号的时间和频率编码来调整解算方案，采用DSP、CPU、FPGA形式的器件或者模块来实现，或者采用软件、硬件或软硬件结合的方式实现对频谱混叠信号的解算恢复。