用于频率调制连续波雷达高度计的信号干扰防止系统技术方案

公开了用于频率调制连续波雷达高度计的信号干扰防止系统。提供了操作在雷达高度计中的干扰防止系统的系统和方法。方法包括利用至少一个伪随机噪声序列生成器生成整数值。生成的整数值被用作为索引以从用于频率调制连续波（FMCW）斜坡的至少一个频率表中选择起始频率和终止频率中的至少一个，该频率调制连续波（FMCW）斜坡用于所生成的雷达信号。所选择的起始频率和终止频率中的至少一个被提供给频率合成器。所述起始频率和终止频率中的至少一个被使用于利用频率合成器来生成雷达信号的发射帧。

Signal interference prevention system for frequency modulated continuous wave radar altimeter

A signal interference prevention system for frequency modulated continuous wave radar altimeter is disclosed. A system and method for preventing interference from operation in a radar altimeter are provided. The method consists of generating integer values using at least one pseudo random noise sequence generator. The generated integer value is used as an index to select at least one of the start and end frequencies from at least one frequency table for frequency modulated continuous wave (FMCW) slopes for the generated radar signals. At least one of the selected starting and termination frequencies is provided to the frequency synthesizer. At least one of the start and end frequencies is used to generate a radar signal transmission frame using a frequency synthesizer.

【技术实现步骤摘要】
用于频率调制连续波雷达高度计的信号干扰防止系统
技术介绍
雷达高度计的成功的操作要求设备能够检测和追踪它自己发射的射频（RF）信号的反射返回而不被在相同的RF频段中的干扰信号负面地影响。该频段内干扰可能引起受害高度计追踪错误的信号并且报告不正确的高度，或者失去对它自己的信号的追踪并且“脱离锁定（breaklock）”。这些失败模式两者都是成问题的，并且在诸如最后进场引导或地形回避的安全关键的应用中，它们还是高度危险的。频段内干扰信号的最普遍的来源是其它雷达高度计。在某些应用中，相同类型的多雷达高度计可能被安装在同一航空器上用于冗余，从而导致在设备之间的相互干扰的潜在的问题。此外，可能是相同类型或不同类型的安装在其它航空器上的雷达高度计在某些情况下可能构成威胁，尤其是在高通行量的空域中，诸如在繁忙的机场的紧邻的附近处中。存在许多已知的技术以防止雷达高度计追踪来自不同类型的其它高度计的错误的信号。在代表在商业应用中所使用的高度计中的大多数的频率调制连续波（FMCW）雷达高度计的情况下，选择与由其它高度计产品使用的扫略速率足够不同的扫略速率可能足够合适地限制对来自这些其它产品的干扰的敏感性。然而，在相同类型的高度计之间的相互干扰的问题通常是更难以解决的问题。应对该问题可能要求更微妙或更复杂的方法来降低干扰敏感性并且缓解干扰的影响。针对于以上说明的原因并且针对于当阅读和理解本说明时对于本领域技术人员来说将变得明显的以下所说明的其它原因，在本领域中存在针对有效率地并且有效果地防止在雷达高度计中的干扰的系统的需求。
技术实现思路
当前的系统的以上提及的问题是由本专利技术的实施例应对的，并且将通过阅读和研究随后的说明而被理解。随后的概要是通过示例的方式并且不是通过限制性的方式做出的。其仅仅被提供用于帮助读者理解本专利技术的一些方面。实施例实现至少一个伪随机噪声序列生成器以生成整数值，该整数值被作为对于存储在频率表中的起始频率值和终止频率值中的至少一个的索引使用。雷达信号是利用发射帧生成的，每个发射帧是基于然后当前的经索引的起始频率值或终止频率值而形成的。在一个实施例中，提供了一种用于频率调制连续波（FMCW）雷达高度计的信号干扰防止系统。信号干扰防止系统包括：频率合成器；至少一个存储器和现场可编程门阵列（FPGA）。频率合成器被用于生成在FMCW雷达高度计中使用的射频（RF）信号中的FMCW斜坡。频率合成器的斜坡率被固定以提供恒定的雷达范围的分辨率。频率合成器的发射帧时间被固定以在FMCW雷达高度计中提供简化的信号处理。至少一个频率表被存储在至少一个存储器中。FPGA被配置为实现至少一个伪随机噪声序列生成器以生成整数值，该整数值在选择用于射频（RF）信号的当前帧的FMCW斜坡的起始频率中被用作为进入到至少一个频率表中的索引。FPGA被进一步配置为将接下来的发射帧的起始频率用作为终止频率。此外，所述至少一个伪随机噪声序列生成器被提前频率合成器一个帧地计时，从而可以在每个帧的开始时配置起始频率和终止频率。在另一个实施例中，提供了一种具有干扰防止系统的雷达高度计。雷达高度计包括：至少一个天线；发射器；接收器；信号处理器；和信号生成器。所述至少一个天线被用于发射和接收频率调制信号。发射器和接收器与所述至少一个天线通信。信号处理器与接收器通信。信号处理器被配置为处理接收到的信号以确定测距信息。信号生成器被配置为生成频率调制信号。信号生成器与所述至少一个发射器通信。信号生成器包括：至少一个伪随机噪声序列生成器；至少一个存储器；至少一个频率合成器；和至少一个控制器。所述至少一个伪随机噪声序列生成器被配置为从固定的时间基础信号生成整数值。所述至少一个存储器被配置为存储起始频率和终止频率中的至少一个。频率合成器被配置为生成在频率调制信号的发射帧中的频率调制连续波（FMCW）斜坡。所述至少一个控制器被配置为将来自所述至少一个伪随机噪声序列生成器的生成的整数值用作为对于存储在所述至少一个存储器中的起始频率和终止频率中的至少一个的索引。控制器被进一步配置为引起频率合成器基于从所述至少一个存储器中索引的起始频率和终止频率中的至少一个来生成FMCW斜坡。在又一个实施例中，提供了一种操作在雷达高度计中的干扰防止系统的方法。方法包括利用至少一个伪随机噪声序列生成器生成整数值。生成的整数值被用作为索引以从用于频率调制连续波（FMCW）斜坡的至少一个频率表中选择起始频率和终止频率中的至少一个，该频率调制连续波（FMCW）斜坡用于生成的雷达信号。所选择的起始频率和终止频率中的至少一个被提供给频率合成器。在利用频率合成器生成雷达信号的发射帧中，使用所述起始频率和终止频率中的至少一个。附图说明当鉴于详细的描述和随后的各图而考虑本专利技术时，可以更容易地理解本专利技术，并且其进一步的优点和用途将更容易地显见，在随后的各图中：图1是实施例的雷达高度计的框图；图2是实施例的信号干扰防止信号生成流程图的图示；图3是实施例的雷达信号的部分波形的图示；和图4是另一个实施例的雷达信号的部分波形的图示。依照通常的实践，各种所描述的特征并非是按比例绘制的而是被绘制以强调与本专利技术相关的特定的特征。贯穿各图和正文，参考符号标识相同的元件。具体实施方式在随后的详细的描述中，参考了随附的附图，附图构成描述的部分并且在附图中以图示的方式示出了其中可以实践本专利技术的特定的实施例。这些实施例被足够详细地描述以使本领域技术人员能够实践本专利技术，并且要理解的是，可以利用其它的实施例，并且可以在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下做出改变。因此，随后的详细的描述不是以限制的意义取得的，并且本专利技术的范围仅由权利要求和其等同物限定。本专利技术的实施例提供了一种系统，该系统通过或者改变斜坡的定时或者改变斜坡的频率来伪随机地使频率调制连续波（FMCW）斜坡的参数变化。实施例的独特的方面以及技术和商业益处在于经由伪随机频率选择的特定的斜坡抖动的实现。实施例在对设备硬件和软件两者的设计的仅仅非常小的影响的情况下提供针对单天线雷达高度计（SARA）的几乎最优的相互干扰性能。虽然实现是特定于SARA的，但是方法容易地可应用于其它的FMCW雷达高度计。因为斜坡抖动完全实现在RF现场可编程门阵列（FPGA）中——该RF现场可编程门阵列（FPGA）控制频率合成器以设定每个FMCW斜坡的参数，所以在实施例中实现该低影响解决方案。进一步地，在没有任何专门的硬件或软件的情况下将实现限制于实施例中的该单个部件允许卓越的抗干扰性能，从而减少设计付出和成本。参照图1，图示了简化的FMCW雷达高度计100框图，其包括具有实施例的信号干扰防止系统102的信号生成器。具有信号干扰防止系统102的信号生成器提供由雷达高度计100使用的射频（RF）信号。雷达高度计100进一步包括发射器116，该发射器116经由天线118发射来自具有信号干扰防止系统102的信号生成器的雷达信号。经反射的雷达返回信号是通过天线118和接收器122而接收回来的。在混频器124处，经反射的雷达返回信号被与来自具有信号干扰防止系统102的信号生成器的生成的雷达信号的样本进行组合。经组合的信号被提供给信号处理器126，该信号处理器126基于经反射的雷达返回信号和来自具有信号干扰防止系统1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于频率调制连续波（FMCW）雷达高度计（100）的信号干扰防止系统（102），信号干扰防止系统（102）包括：频率合成器（112），用以生成在FMCW雷达高度计（100）中使用的射频（RF）信号中的FMCW斜坡，频率合成器（112）的斜坡率被固定以提供恒定的雷达范围分辨率，频率合成器（112）的发射帧时间被固定以在FMCW雷达高度计（110）中提供简化的信号处理；至少一个存储器（106），至少一个频率表（108）被存储在所述至少一个存储器（106）中；和现场可编程门阵列（FPGA）（104），其被配置为实现至少一个伪随机噪声序列生成器（110）以生成整数值，该整数值在选择用于射频（RF）信号的当前帧的FMCW斜坡的起始频率中被用作为进入到所述至少一个频率表（108）中的索引，FPGA（104）被进一步配置为将接下来的发射帧的起始频率用作为终止频率，其中所述至少一个伪随机噪声序列生成器被提前频率合成器一个帧地计时，从而可以在每个帧的开始时配置起始频率和终止频率。

【技术特征摘要】
2017.03.06 US 15/4513361.一种用于频率调制连续波（FMCW）雷达高度计（100）的信号干扰防止系统（102），信号干扰防止系统（102）包括：频率合成器（112），用以生成在FMCW雷达高度计（100）中使用的射频（RF）信号中的FMCW斜坡，频率合成器（112）的斜坡率被固定以提供恒定的雷达范围分辨率，频率合成器（112）的发射帧时间被固定以在FMCW雷达高度计（110）中提供简化的信号处理；至少一个存储器（106），至少一个频率表（108）被存储在所述至少一个存储器（106）中；和现场可编程门阵列（FPGA）（104），其被配置为实现至少一个伪随机噪声序列生成器（110）以生成整数值，该整数值在选择用于射频（RF）信号的当前帧的FMCW斜坡的起始频率中被用作为进入到所述至少一个频率表（108）中的索引，FPGA（104）被进一步配置为将接下来的发射帧的起始频率用作为终止频率，其中所述至少一个伪随机噪声序列生成器被提前频率合成器一个帧地计时，从而可以在每个帧的开始时配置起始频率和终止频率。2.一种具有干扰防止系统的雷达高度计（100），所述雷达高度计（100）包括：至少一个天线（118），用以发射和接收频率调制信号；与所述至少一个天线（118）通信的发射器（116）；与所述至少一个天线通信的接收器（122）；与接收器（122）通信的信号处理器（126），信号处理器（126）被配置为处理接收到的信号以确定测距信息；和信号生成器（102）...

【专利技术属性】
技术研发人员：ST弗里克，BJ温斯特德，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国,US