[发明专利]高带宽大动态范围等效采样接收机

说明书

一种高带宽大动态范围等效采样接收机，包括：开关模块，用于控制射频信号是否能够进入所述等效采样接收机；增益模块，位于开关模块的下游；采样模块，用于对通过增益模块后的射频信号进行采样，输出采样信号；以及信号处理模块，用于对采样信号进行后处理，其特征在于，增益模块包括：时变增益模块，用于在时变增益值的设置下，对通过开关之后的射频信号进行变增益控制，以实现动态增益调整；和固定增益模块，位于时变增益模块的下游，用于对射频信号进行固定增益放大。本发明能够在确保高带宽的前提下，增大了等效采样接收机的动态范围。

技术领域

本发明涉及雷达接收技术领域，具体地，涉及一种用于雷达的等效采样接收机。

背景技术

超宽带技术是一种能够具有良好分辨率和穿透深度的雷达探测技术，可对隐藏地下目标或墙体后方运动目标等进行非入侵式探测并成像。一般无载频脉冲的探地雷达系统均在时域上实现，其接收机典型设计方法是采用采样门结构电路、时域取样步进脉冲电路及采样后调理电路来实现从射频信号到音频信号的转换，从而降低对模数转换器的要求和接收机设计难度。这类接收机都是采用等效采样的方法实现的，其缺点是采样门的动态范围难以提升，而且带宽实现也不易达到很高。

为扩大动态范围，当前的等效采样接收机都是将时变放大或程控放大放置在音频信号之后，即经过采样门之后的位置做一级甚至两级时变增益放大，这样的设计虽然能起到一定动态范围提升，但最终受约束于采样门自身的动态范围；而采样门在超宽带条件下的动态范围基本上不会超过60dB，这种典型设计方式无法满足达到更高的动态范围，获得更多深层回波信息的需求。同时，采用典型的采样门设计的超宽带雷达接收机的动态范围不高，影响该类接收机实现深层探测的效果，尤其是应用于超深探测时。此外，在深空探测应用时，雷达天线不能贴近地面(如天线安装在巡视器车体上、探测器平台上)，加剧发射信号的衰减以及直达波耦合，导致接收机性能进一步受影响。

现有技术中的一些等效采样示波器中，也考虑采用前置放大和衰减器来控制信号，提升动态范围，从而避开采样门这级带来的限制，但该方法只是仅仅从信号调理的角度来设置，满足异步测量，系统不需要同步。对于超宽带雷达来说不能采用该设置方式，上述方式不能同步地避开直达波影响、不能保证随采样时间点向后推移后，回波信号能够同步地随步进时钟经过采样门被可靠采样。

发明内容

针对现有的采用等效采样方法实现的接收器存在的上述问题，本发明提出了一种高带宽大动态范围等效采样接收机，其包括：

开关模块，用于控制射频信号是否能够进入所述等效采样接收机；

增益模块，位于所述开关模块的下游；

采样模块，用于对通过所述增益模块后的射频信号进行采样，输出采样信号；以及

信号处理模块，用于对所述采样信号进行后处理，

其特征在于，所述增益模块包括：

时变增益模块，用于在时变增益值的设置下，对通过开关之后的射频信号进行变增益控制，以实现动态增益调整；以及

固定增益模块，位于所述时变增益模块的下游，用于对所述射频信号进行固定增益放大。

在一些实施例中，所述开关模块包括：

开关控制电路，用于接收步进时钟脉冲，产生波门宽度信号；以及

开关，由所述波门宽度信号来控制所述开关的断开与闭合。

在一些实施例中，所述采样模块包括：

采样脉冲形成电路，用于接收步进时钟脉冲，产生采样脉冲；和

采样门，位于所述固定增益模块的下游，所述采样门在所述采样脉冲的作用下完成所述射频信号的采样。