[发明专利]自适应雷达中比相法缝隙耦合微纳微波检测解调单片系统在审
| 申请号： | 201810208058.3 | 申请日： | 2018-03-14 |
| 公开（公告）号： | CN108490400A | 公开（公告）日： | 2018-09-04 |
| 发明（设计）人： | 廖小平;王诗凯 | 申请（专利权）人： | 东南大学 |
| 主分类号： | G01S7/292 | 分类号： | G01S7/292 |
| 代理公司： | 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 | 代理人： | 柏尚春 |
| 地址： | 211189 江*** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | 本发明的自适应雷达中比相法缝隙耦合微纳微波检测解调单片系统，主要由六端口缝隙耦合器，微波相位检测模块，微波频率和功率检测模块以及解调模块组成；自适应雷达由天线、收发转换电路、比相法缝隙耦合微纳微波检测解调单片系统、信号存储器、信号分析器、微波信号重构、微波信号调制器和微波信号功率放大器构成。间接加热式微波功率传感器采用晶硅纳米线簇构成热电偶的半导体臂，多晶硅纳米线的热导率远低于传统体材料，具有热电转化效率高的优点，可以大大提高微波检测系统的灵敏度；由以上结构，将微波信号的功率、频率、相位三种检测模块集成到一起，实现了对同一时刻的微波信号的功率、频率和相位同时同步检测以及对已调制信号的解调。 | ||
| 搜索关键词： | 微波信号 缝隙耦合 解调 单片系统 微波检测 自适应 雷达 微波功率传感器 多晶硅纳米线 功率检测模块 热电转化效率 收发转换电路 微波检测系统 功率放大器 间接加热式 信号存储器 信号分析器 已调制信号 半导体臂 检测模块 解调模块 模块集成 纳米线簇 同步检测 同一时刻 微波频率 微波相位 传统体 调制器 灵敏度 热导率 热电偶 种检测 晶硅 重构 天线 | ||
【主权项】：
1.一种自适应雷达中比相法缝隙耦合微纳微波检测解调单片系统，其特征在于：该系统由六端口缝隙耦合器(1)，微波频率检测模块(2)，微波功率检测和解调模块(3)，微波相位检测模块(4)级联构成；六端口缝隙耦合器的第一端口(1‑1)到第三端口(1‑3)、第四端口(1‑4)以及第一端口(1‑1)到第五端口(1‑5)、第六端口(1‑6)的功率耦合度分别相同，由第三端口(1‑3)和第五端口(1‑5)分别输出到微波频率检测模块(2)的第三Wilkinson功率合成器(6‑3)的两个输入端口，第三Wilkinson功率合成器(6‑3)的输出端连接第二间接加热式微波功率传感器(5‑2)，进行微波频率检测；由第四端口(1‑4)和第六端口(1‑6)分别输出到微波相位检测模块(4)的第一Wilkinson功率合成器(6‑1)和第二Wilkinson功率合成器(6‑2)的一端，并由Wilkinson功率分配器(7)的两个输出端分别连接到第一Wilkinson功率合成器(6‑1)和第二Wilkinson功率合成器(6‑2)的另一端，而第一Wilkinson功率合成器(6‑1)和第二Wilkinson功率合成器(6‑2)的输出端连接到第三间接加热式微波功率检测器(5‑3)和第四间接加热式微波功率检测器(5‑4)，进行微波相位检测；待测信号经第一端口(1‑1)输入，由第二端口(1‑2)输出到第一间接加热式微波功率检测器(5‑1)，进行功率检测，同时，应用间接加热式微波功率传感器(5‑1)的非线性特性和低通滤波特性对已调制信号进行解调；由以上结构，将微波信号的功率、频率、相位三种检测模块集成到一起，对同一时刻的微波信号的功率、频率和相位同时同步检测，以满足自适应雷达实时匹配通讯的要求，以及对已调制信号的解调，实现了自适应雷达中比相法缝隙耦合微纳微波检测和解调单片的系统集成；其中，间接加热式微波功传感器由Si衬底(8)，SiO2层(9)，共面波导(10)，终端电阻(15)，P型多晶硅纳米线簇(16)，N型多晶硅纳米线簇(17)，输出电极(18)，聚甲基丙烯酸甲酯(22)和金属臂(23)构成；微波功率通过共面波导(10)输入到终端电阻(15)并被转化成可以测量的热量；P型多晶硅纳米线簇(16)，N型多晶硅纳米线簇(17)，金属臂(23)和聚甲基丙烯酸甲酯(22)构成热电偶，其中P型多晶硅纳米线簇(16)和N型多晶硅纳米线簇(17)含有的纳米线数量为50‑200，P型多晶硅纳米线簇(16)和N型多晶硅纳米线簇(17)由深紫外光刻形成，直径为1‑100nm，高度为2‑10um；根据Seebeck效应，通过测量输出电极(18)的热电势可以推算出输入微波功率大小。采用纳米工艺制作热电偶，P型多晶硅纳米线簇(16)和N型多晶硅纳米线簇(17)的热导率远低于传统体材料，具有热电转化效率高的优点，可以大大提高微波检测系统的灵敏度。
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和
；（5）、计算距离边界在回波信号每个脉冲重复周期的出现位置
和
；（6）、找出角度位于
和
之间的脉冲重复周期的采集数据，分别取出I通道和Q通道中排在
和
之间的数据。本发明的提取局部区域信号的方法，可以方便快捷的查找到关心数据所在的区域，并精确提取出所需要的数据，不会丢失有用数据或引入冗余数据，而且数据提取操作简单，计算量小。
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- 龙伟军 - 中国电子科技集团公司第十四研究所
- 2018-10-29 - 2019-02-22 - G01S7/292
- 本发明公开了一种基于稀疏表示的机载雷达近程强杂波抑制方法。首先将机载雷达接收的俯仰‑方位‑脉冲三维空时回波数据摆为列矢量；再利用俯仰导向矢量、方位导向矢量和多普勒导向矢量构造超完备字典；然后基于雷达接收数据采用稀疏贝叶斯学习算法估计杂波对应各原子位置及强度信息，进而杂波协方差矩阵；进而采取典型俯仰‑方位‑多普勒三维STAP方法完成对杂波的抑制；最后对处理后数据进行CFAR检测。该方法不仅可实现对强近程非平稳杂波的有效抑制，同时还兼具小样本需求的优势。
- 一种用于远场RCS测量的脉冲积累算法-201610984181.5
- 刘鑫;张英南;刘飞亮;唐宏美;栗永磊 - 北京环境特性研究所
- 2016-11-09 - 2019-01-25 - G01S7/292
- 公开了一种用于远场RCS测量的脉冲积累算法。所述算法包括：对M个回波信号进行中频采集，以获取M个中频时域信号；其中，所述M个回波信号对应同一角度触发信息；对M个中频时域信号分别进行傅里叶变换，并从变换后的M个频谱中分别选取中频频率处的幅值和相位，以构建M维向量；对所述M维向量进行傅里叶变换，并从变换后的频谱中选取零频频率处的幅值和相位，并将所述零频频率处的幅值和相位作为目标数据。本发明有效解决了以往在室外远场RCS测试中，为了获得较好的脉冲积累效果，需要根据目标尺寸调整转台旋转速度的问题，使得无论目标尺寸如何，都可以在系统能承受的最大转速下进行测试。进而，在保证测量精度的前提下，提高了测试效率。
- 一种用于超宽带穿墙雷达中抑制时间抖动的方法-201610268302.6
- 杨秀蔚;赵兴文;常天英;杨传法;颜广 - 山东省科学院自动化研究所
- 2016-04-27 - 2019-01-18 - G01S7/292
- 本发明公开了一种用于超宽带穿墙雷达中抑制时间抖动的方法，包括采集多组回波接收信号，对其进行距离向的傅里叶变换，得到相应的频域数据；对频域数据进行模值计算，对计算的模值进行速度向的傅里叶变换，对变换后得到的频域数据进一步求取模值；将求取的模值按照距离向进行相干积累；对相干积累后的数据进行自适应阈值处理和基于距离单元的目标特征提取；根据椭圆定位方法定位目标位置坐标，并显示目标位置。本发明可以对时间抖动引起的动态杂波进行有效抑制，提高信号信杂比，可以减小目标检测的复杂度，减小虚警概率。
- 空时自适应信号的分块处理方法-201610784026.9
- 顾陈;季文韬;洪弘;李彧晟;周志强;顾李萍;朱晓华 - 南京理工大学
- 2016-08-30 - 2019-01-11 - G01S7/292
- 本发明针对雷达接收信号在角度‑多普勒平面的块稀疏性，提供了一种空时自适应信号的分块处理方法，包括以下步骤：步骤1，雷达在待测距离单元邻近单元接收一个快拍数据作为雷达接收信号；步骤2，对雷达接收信号进行空时自适应信号预处理，如角度‑多普勒平面进行离散化处理、构造超完备矩阵等，得到空时自适应信号；步骤3，对空时自适应信号进行分块处理；步骤4，通过块稀疏下的贪婪算法进行块稀疏恢复得到重构的信号并进一步性能分析。本发明通过利用杂波在角度‑多普勒平面的块稀疏性对空时自适应信号进行分块处理，针对稀疏信号的内在结构更加有效精确的从观测信号中恢复出杂波在角度‑多普勒平面的分布，从而得到重构的信号。
- 一种基于伪滑窗L判决准则的航迹删除方法-201610801724.5
- 易伟;陈方园;姜萌;谌振华;王佰录;李溯琪;崔国龙;孔令讲 - 电子科技大学
- 2016-09-05 - 2019-01-11 - G01S7/292
- 本发明提供一种基于伪滑窗的航迹删除方法，考虑了在窄波束边扫描变跟踪雷达跟踪系统中，不同目标被观测到的时间间隔不同的情况，跟踪的同时根据雷达波束扫描规律实时判定目标是否被雷达回波照射，雷达实时跟踪情况将滑窗区分为有效和伪滑窗，对航迹进行管理的时候剔除掉伪滑窗，以忽略雷达照射不到目标所在区域时其对航迹删除决策的影响，若航迹在连续L个有效的滑窗内没关联到量测，则认为该航迹为虚假航迹并删除。由于航迹删除过程中，将划窗划分为有效和伪滑窗，只关注有效滑窗，这种方法称为伪滑窗L准则。本发明在跟踪的同时，根据雷达波束的实时监控区域，对滑窗动态调整，并据此对航迹做出合理的判决。
- 一种基于抖动重频的脉冲多普勒雷达解模糊测距方法-201811125933.8
- 赵永波;剡熠琛;刘宏伟;苏洪涛;何学辉 - 西安电子科技大学
- 2018-09-26 - 2019-01-08 - G01S7/292
- 本发明公开了一种基于抖动重频的脉冲多普勒雷达解模糊测距方法，实现步骤为：(1)获取抖动重频下的雷达回波信号；(2)对两个脉组回波信号做脉冲压缩；(3)对两个脉组的脉冲压缩结果进行多普勒滤波；(4)按照最大距离模糊次数对两个脉组的多普勒滤波结果在距离维进行周期延拓；(5)对周期延拓结果进行相参积累；(6)进行门限检测，并进行目标判别，确定目标真实距离对应的距离单元；(7)计算目标真实距离，完成解模糊测距。本发明可以将两个抖动重频脉组的所有脉冲都积累起来，可以在解模糊的同时，提高检测概率，对于信噪比较小的目标也能够进行解模糊测距。
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