一种基于雷达检测的切频系统

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，尤其涉及一种基于雷达检测的切频系统。

背景技术

雷达设备发射出电磁波信号后，若目标物体接触到信号就会产生反射回波，回波信号包含了目标的方向、距离、角度和速度等信息，当回波信号被雷达设备接收并处理后，就可以得知目标物体的相关信息。由于雷达的频率会直接影响到波束宽度和信噪比，而且多普勒频率与波长成反比，工作频率越高，给定速度的目标的多普勒频移就越大，因此需要对雷达发射频率进行切频。

目前，申请号为202311021152.5的中国发明，公开了一种双频雷达发射机热处理与双频大功率滤波切换装置，该装置包括发射模块和滤波模块，发射模块包括三级放大单元和三级放大控制单元，能够双频发射且能够降低发射机体积，并能够降低发射机的内部功率损耗和满足谐波及杂散辐射指标要求，但是难以根据回波信号的特征进行切频，不利于对目标物跟踪和检测。

发明内容

本发明解决的技术问题是：难以根据回波信号的特征进行切频，不利于对目标物跟踪和检测。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于雷达检测的切频系统，包括通过第一频率综合器生成各个波段的发射信号；通过第二频率综合器生成特定频率的标记信号；将标记信号与发射信号组合成发射信号，通过收发天线进行发射；收发天线接收回波信号，并将所述回波信号输入所述接收机单元，进行放大和滤波后，形成预处理信号；提取预处理信号中的标记信号的波形特征；基于所述波形特征控制发射信号进行切频。

作为本发明所述的基于雷达检测的切频系统的一种优选方案，其中：通过第一频率综合器生成各个波段的发射信号包括：

所述第一频率综合器包括DDS、第三滤波器、第二锁相源、第二功率调整器、第一混频器、第三滤波器、第三功率调整器、第四滤波器、定向耦合器和数控衰减器，第二锁相源输出信号经过第二功率调整器调整功率后作为本振信号与DDS输出的基带信号进行频率合成，然后经第三滤波器进行滤波，第三功率调整器进行功率调整，第四滤波器进行滤波后经过定向耦合器耦合出一路信号作为发射耦合信号直接输出，直通信号经过数控衰减器后输出各个波段的发射信号。

作为本发明所述的基于雷达检测的切频系统的一种优选方案，其中：通过第二频率综合器生成特定频率的标记信号包括：

所述第二频率综合器通过DDS输出基带信号，然后通过滤波器进行滤波后，通过数控衰减器输出。

作为本发明所述的基于雷达检测的切频系统的一种优选方案，其中：将标记信号与发射信号组合成发射信号，通过收发天线进行发射包括：

将发射信号和标记信号定向耦合器耦合出一路信号作为发射信号，将所述发射信号输出到收发天线上，通过收发天线进行发射。

作为本发明所述的基于雷达检测的切频系统的一种优选方案，其中：收发天线接收回波信号，并将所述回波信号输入所述接收机单元，进行放大和滤波后，形成预处理信号包括;

利用短时傅里叶变换波形提取预处理信号中的波形特征，将预处理信号分为标记信号和目标信号。

作为本发明所述的基于雷达检测的切频系统的一种优选方案，其中：提取预处理信号中的标记信号的波形特征包括：

绘制标记信号的标识波形图：

对标识波形图进行n层小波包分解，得到的第i个节点的第j个小波系数为xi，小波系数xi用j来表示，小波包节点的能量为Ei，其数学表达式为：

作为本发明所述的基于雷达检测的切频系统的一种优选方案，其中：对小波包分解后各节点的能量进行归一化处理，其数学表达式为：

其中，

作为本发明所述的基于雷达检测的切频系统的一种优选方案，其中：基于所述波形特征控制发射信号进行切频包括：

对所述标记信号进行判断；

对发射前的标记信号进行小波包分解，获取发射前标记信号的特征参数；

将发射前标记信号的特征参数与回波中标记信号的特征参数进行比较；

基于比较结果对所述发射信号进行切频。

本发明的有益效果：目标物进行移动时，根据多普勒效应，标记信号的频率会发生变化，若标记信号的频率变低，则控制第一频率综合器生产较低频率的发射信号，便于远距离跟踪探测，若标记信号的频率变高，则控制第一频率综合器生产较高频率的发射信号，便于近距离跟踪探测，能够自动根据回波信号的特征对发射信号的频率进行切频，实现对运动中的目标物的跟踪，无需额外人工控制，使用方便。

附图说明

图1为本发明一个实施例提供的一种基于雷达检测的切频系统的基本流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。

参照图1，为本发明的一个实施例，提供了一种基于雷达检测的切频系统，其特征在于，包括：

步骤一：通过第一频率综合器生成各个波段的发射信号包括：

所述第一频率综合器包括DDS、第三滤波器、第二锁相源、第二功率调整器、第一混频器、第三滤波器、第三功率调整器、第四滤波器、定向耦合器和数控衰减器，第二锁相源输出信号经过第二功率调整器调整功率后作为本振信号与DDS输出的基带信号进行频率合成，然后经第三滤波器进行滤波，第三功率调整器进行功率调整，第四滤波器进行滤波后经过定向耦合器耦合出一路信号作为发射耦合信号直接输出，直通信号经过数控衰减器后输出各个波段的发射信号。

发射机单元的发射信号频段覆盖L、S、C、X、Ku、Ka频段，标记信号采用固定周期的工作频段。

步骤二：通过第二频率综合器生成特定频率的标记信号包括：

所述第二频率综合器通过DDS输出基带信号，然后通过滤波器进行滤波后，通过数控衰减器输出。

所述回波信号输入所述接收机单元，进行放大和滤波后，形成预处理信号；将回波信号输入放大电路进行放大，然后通过滤波电路进行滤波，能够使波形变得平滑。

步骤三：将标记信号与发射信号组合成发射信号，通过收发天线进行发射包括：

将发射信号和标记信号定向耦合器耦合出一路信号作为发射信号，将所述发射信号输出到收发天线上，通过收发天线进行发射。

步骤四：收发天线接收回波信号，并将所述回波信号输入所述接收机单元，进行放大和滤波后，形成预处理信号包括;

利用短时傅里叶变换波形提取预处理信号中的波形特征，将预处理信号分为标记信号和目标信号。

步骤五：提取预处理信号中的标记信号的波形特征包括：

绘制标记信号的标识波形图：

对标识波形图进行n层小波包分解，得到的第i个节点的第j个小波系数为xi，小波系数xi用j来表示，小波包节点的能量为Ei，其数学表达式为：

对小波包分解后各节点的能量进行归一化处理，其数学表达式为：

其中，

根据波形特征将回波信号中的目标信号和标记信号进行区分，由于标记信号采用固定周期的工作频段，而且频率特定，标记信号不发生变化，回波信号中的标记信号也比较容易识别，提取回波信号中的标记信号后余下的就是目标信号。此时的目标信号中包含有杂波，可以对杂波进行过滤。目标物进行移动时，根据多普勒效应，标记信号的频率会发生变化，若标记信号的频率变低，则控制第一频率综合器生产较低频率的发射信号，便于远距离跟踪探测，若标记信号的频率变高，则控制第一频率综合器生产较高频率的发射信号，便于近距离跟踪探测，能够自动根据回波信号的特征对发射信号的频率进行切频，实现对运动中的目标物的跟踪，无需额外人工控制，使用方便。

应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。