一种脉冲雷达自动频率调谐峰点搜索方法技术

本发明专利技术提供一种基于FPGA的自动频率调谐快速峰点搜索方法，过程为：雷达天线接收到的射频信号，经过前端预处理后，与本地振荡器LO进行混频得到中频信号，经过耦合器分为两路，一路进入信号处理端，另外一路经过匹配滤波器后，由ADC采集电路进入FPGA进行调谐算法处理，FPGA根据采集到的调谐值进行峰值比较，同时控制DAC波形发生器以扫描的形式输出一电压信号，经驱动装置后控制VCO输出与电压对应的本地震荡频率LO。本发明专利技术优点：利用四分点技术进行峰值搜索，速度快，扫描时间缩短为原来的2*(N+1)/2N；基于FPGA平台，更容易实现四分和二分除法，只需取高比特位即可，大大节省资源，提高效率；扫描次数减少，更适用于高速脉冲雷达场合。

【技术实现步骤摘要】
一种脉冲雷达自动频率调谐峰点搜索方法
本专利技术涉及一种脉冲雷达自动频率调谐峰点搜索方法。
技术介绍
脉冲雷达是现代雷达的主流，大功率的雷达一般都采用脉冲体制。磁控管是脉冲雷达上应用十分广泛的一种大功率微波元器件，其具有效率高、尺寸小、重量轻和成本低等特点。由于受到制作工艺的限制，其发射信号及其不稳定，不同批次震荡频率相差很大，同一批次开机预热后工作频率也有差异，而且随温度或负载的变化而出现频率漂移的情况。当磁控管处于失谐状态时，震荡频率会跑偏，此时中频信号易落入滤波器的阻带，回波幅度大大削弱。由于磁控管自身的低可靠性，在发射机待机开机切换、工作模式切换和长时间使用的情况下，必须进行调谐实时校正。现有技术方案对频率进行调谐均采用全扫描方法，这样求得峰点值所需扫描点数多，扫描周期长，效率低，在脉冲雷达中，调谐扫描周期太长可能会导致一些高速目标丢失或目标不连续。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供一种脉冲雷达自动频率调谐峰点搜索方法，包括以下步骤：步骤1：雷达天线接收到的射频信号；步骤2：经过前端预处理后，与本地振荡器LO进行混频得到中频信号；步骤3：中频信号输入耦合器；步骤4：经过步骤3处理后耦合器分两个输出信号，其中一个输出信号进入信号处理端，另一个输出信号进入匹配滤波器；步骤5：匹配滤波器的信号输出的信号进入FPGA进行调谐算法处理，FPGA根据采集到的调谐值进行峰值比较；步骤6：经过步骤5后FPGA输出信号控制DAC波形发生器以扫描的形式输出一电压信号；步骤7：电压信号经过驱动装置控制VCO输出与电压对应的本地震荡频率LO；步骤8：进行下一个工作循环。进一步地，频率调谐时，DAC输出不同的电压，会控制VCO输出不同的频率，当射频RF信号与本振信号混频后的中频信号越靠近60MHZ时，鉴频器输出的幅值信号越大，FPGA根据采集到的调谐值进行峰值搜索，检测到峰点后，对应的DAC输出电压为最佳控制电压，扫描波形和采集到的调谐值关系。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)利用四分点技术进行峰值搜索，速度快，扫描时间缩短为原来的2*(N+1)/2N；(2)基于FPGA平台，更容易实现四分和二分除法，只需取高比特位即可，大大节省资源，提高效率；(3)扫描次数减少，更适用于高速脉冲雷达场合；附图说明图1为一种脉冲雷达自动频率调谐峰点搜索系统框图；图2为一种脉冲雷达自动频率调谐峰点搜索原理示意图；图3为本专利技术四分点算法流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为一种脉冲雷达自动频率调谐峰点搜索系统框图，基于该系统，脉冲雷达自动频率调谐峰点搜索方法，包括以下步骤：步骤1：雷达天线接收到的射频信号；步骤2：经过前端预处理后，与本地振荡频率LO进行混频得到中频信号；步骤3：中频信号输入耦合器；步骤4：经过步骤3处理后耦合器分两个输出信号，其中一个输出信号进入信号处理端，另一个输出信号进入匹配滤波器；步骤5：匹配滤波器的信号输出的信号进入FPGA进行调谐算法处理，FPGA根据采集到的调谐值进行峰值比较；步骤6：经过步骤5后FPGA输出信号控制DAC波形发生器以扫描的形式输出一电压信号；步骤7：电压信号经过驱动装置控制VCO输出与电压对应的本地震荡频率LO；步骤8：进行下一个工作循环。频率调谐时，DAC输出不同的电压，会控制VCO输出不同的频率，当射频RF信号与本振信号混频后的中频信号越靠近60MHZ时，鉴频器输出的幅值信号越大，FPGA根据采集到的调谐值进行峰值搜索，检测到峰点后，对应的DAC输出电压为最佳控制电压，扫描波形和采集到的调谐值关系，如图2所示，上半部分是DAC控制输出信号，下半部分是对应的ADC采集到的调谐值。在发射机待机开机切换、工作模式切换和长时间使用的情况下，都会重新进行波形扫描和峰点搜索。以8bit的DAC为例，其他扫描方法需要256个周期才可以搜索到峰点，但本专利技术采用四分点原理，先控制DAC输出256的1/4和3/4的数据，然后采集对应的两个调谐值进行比较，若1/4处对应的调谐值大于3/4，则可以判断峰点在256个点的前半段，反之，则在后半段；假设在后半段，即1/2到1的范围，将该范围再进行四分段，取其1/4和3/4的数据，即全段的5/8和7/8点对DAC进行输出控制，并采集对应的调谐值，若5/8点的调谐值大于7/8点，则可判断峰点在1/2到1的范围的前半段，即在1/2到3/4范围；后面依次进行循环，直到第8次循环仅剩余2个点进行比较，即可得到调谐值的峰点对应的DAC控制数据，该搜索法每个循环仅需要控制2个点输出，搜索到峰点全程仅需要2*9＝18次DAC控制和ADC采集，及调谐值比较，总共需要18个周期，流程如图3所示，以8bit的DAC为例，最终MAX_data即为调谐值为峰点时，控制DAC输出的最佳值。尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脉冲雷达自动频率调谐峰点搜索方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：雷达天线接收到的射频信号；步骤2：经过前端预处理后，与本地振荡器LO进行混频得到中频信号；步骤3：中频信号输入耦合器；步骤4：经过步骤3处理后耦合器分两个输出信号，其中一个输出信号进入信号处理端，另一个输出信号进入匹配滤波器；步骤5：匹配滤波器的信号输出的信号进入FPGA进行调谐算法处理，FPGA根据采集到的调谐值进行峰值比较；步骤6：经过步骤5后FPGA输出信号控制DAC波形发生器以扫描的形式输出一电压信号；步骤7：电压信号经过驱动装置控制VCO输出与电压对应的本地震荡频率LO；步骤8：进行下一个工作循环。

【技术特征摘要】
1.一种脉冲雷达自动频率调谐峰点搜索方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：雷达天线接收到的射频信号；步骤2：经过前端预处理后，与本地振荡器LO进行混频得到中频信号；步骤3：中频信号输入耦合器；步骤4：经过步骤3处理后耦合器分两个输出信号，其中一个输出信号进入信号处理端，另一个输出信号进入匹配滤波器；步骤5：匹配滤波器的信号输出的信号进入FPGA进行调谐算法处理，FPGA根据采集到的调谐值进行峰值比较；步骤6：经过步骤5后FPGA输出信号控制DAC波形发生器以扫...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国栋，王乐井，何禹涛，汤建峰，
申请(专利权)人：深圳市华讯方舟雷达技术装备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44