脉冲雷达制造技术

根据第一方面，本发明专利技术提供一种脉冲雷达，包括发射机；其中脉冲雷达被布置为生成二进制值串；其中发射机包括脉冲发生器，该脉冲发生器被布置为生成脉冲信号，该脉冲信号包括具有根据二进制值串来确定的极性的发射脉冲系列；其中第一子串包括第一系列值；其中第二子串包括第二系列值；其中第二子串与第一子串不同；并且其中，根据重复图案，第二系列值中的每个值与第一系列值中的对应值相同或不同；并且其中，二进制值串至少包括连接在一起的第一子串和第二子串，并且每个子串可选地在连接之前反转。通过发射两个相关的脉冲系列，发射机可以实现更好的噪声消除和/或对来自不需要的模糊距离的反射的更好的抑制。可以选择重复图案，以便当反射出现在不同的模糊距离内时，形成来自一个模糊距离的反射极性之间的关系。这种关系可以用于确保消除不需要的脉冲反射，同时确保感兴趣的反射相加，即加强。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】脉冲雷达
本专利技术涉及脉冲雷达系统，诸如超宽带雷达系统。特别地，本专利技术可以用于具有扫描阈值接收机的脉冲雷达，尽管它还更普遍地适用。更具体地，本专利技术涉及在这种设备中从被接收信号去除噪声和/或不需要的反射。
技术介绍
作为
技术介绍
，这里描述了一种已知的斩波放大器电路。如图1所示，斩波放大器通常用于抑制放大器中不需要的DC偏移和低频噪声。在不需要的偏移电压Voff由放大器被添加到信号之前，输入信号Vi首先乘以斩波信号Vc。然后用相同的斩波信号再次乘以该信号。这里的关键是需要的信号被乘两次，而不需要的偏移只乘一次。观察信号的频谱(显示在信号波形的右侧)，可以看出DC偏移已经偏离期望信号(以及期望信号的带外数据)。通过对结果进行低通滤波，仅剩下期望信号，而没有偏移。同样作为
技术介绍
，在图2中示出了用于使用扫描阈值距离像数字转换器系统在脉冲雷达系统中接收信号波形的已知接收机架构。图2a示出了比较器10，其接收被接收(RX)信号12和阈值信号14。比较器是标准的1比特比较器。如果被接收信号12高于阈值14，则比较两个输入并输出高信号(高电压轨)，否则输出低信号(低电压轨)，从而量化所输入的被接收信号12。以脉冲重复频率(PRF)重复发射脉冲。在发射和接收每个脉冲之后，改变阈值信号14并再次进行比较，从而将被接收信号12与不同的阈值进行比较(对于高PRF，预期被接收信号对于连续脉冲基本相同，因为该距离内的反射体的任何移动被认为与脉冲重复速率相比较慢，即认为每个反射信号将紧密匹配前后信号)。通过在定义的电压范围内以小增量递增地扫描阈值信号14，产生信号电平的温度计码。通过对每个脉冲之后的比较器输出进行计数(并因此随时间相加)(如果比较器10输出高电平则计数器16递增，而如果比较器10输出低电平则不递增)，温度计编码输出变为被接收信号10的多比特采样值。在下文中，术语“扫描阈值”用于描述该技术。在图2a中，计数器16由触发信号18触发，该触发信号也用于生成发射(TX)脉冲。延迟器20提供距离门，即对被接收信号12进行采样的时间(以及因此寻找反射的距离或范围)。图2b示出了所涉及的信号，其中触发信号显示在顶部(示出了脉冲流中的四个单独脉冲，这些脉冲以PRF生成)，由该触发信号生成的发射脉冲显示在第二行，被接收信号12显示在第三行(示出来自每个发射脉冲的两次反射)，并且阶跃增加的阈值信号14显示在第四行。通过在多个距离点(即，在脉冲传输的多个不同时间)同时对被接收信号进行采样，可以构建距离像的精确数字化版本，每个距离点的值存储在单独的计数器中。距离像的一部分在图2c中示出，时间(x轴)上的每个距离点由温度计编码值(y轴)表示。脉冲雷达的另一个问题是它们具有可以不模糊地操作的最大距离。这由PRF确定，并且对应于在发射下一个脉冲之前可以接收发射脉冲的所有反射的距离。可以由脉冲重复间隔计算最大不模糊距离(MUR)，如下：MUR＝PRI*c/2，其中c是光速。从雷达设备到MUR的距离是不模糊距离间隔，从MUR到2×MUR的距离是第一模糊距离间隔，从2×MUR到3×MUR的距离是第二模糊距离间隔，依此类推。不模糊距离间隔也可以被认为是模糊距离间隔零。应该注意的是，最接近雷达设备的模糊距离并不总是感兴趣的距离，尽管这最常见。如果不应用特殊技术，则来自第n个距离间隔的反射看起来好像它们处于不模糊距离间隔中。在许多情况下，这些脉冲非常弱，不会引起任何实际问题。然而，如果第n模糊距离中的目标明显大于不模糊距离间隔中的期望目标，则它们可以是有问题的。例如，在雷达被用于在不模糊距离内检测非常小(或反射非常弱)的东西的情况下，可能是这种情况。然后，模糊距离中的大或强反射可以具有比期望信号更大的幅度，这将导致不正确的采样距离像。在脉冲雷达系统中，抑制不需要的反射的常用方法是使用伪随机序列交错PRI。这使不需要的脉冲去相关，有效地将它们变成噪声。另一种方法是采用双相脉冲，并将伪随机图案应用于发射脉冲。与交错一样，不需要的脉冲表现为噪声。噪声量由伪随机图案的自相关属性定义。通常，使用m序列(最大长度序列)，但是可以使用其他类型的代码/序列，诸如Barker码和三元码。通过针对m序列的精确长度对脉冲进行积分，不需要的反射将最终成为较弱的非噪声信号。使用三元码，对于其精确长度，可以完全消除不需要的反射的影响，但是必须以幅度0发射一些脉冲，即根本不发射，这可以表示效率问题。然而，尽管不需要的脉冲可能会降低至噪声，但它们仍然会作为噪声基底中的凸起存在于距离像中。为了简化进一步的讨论，这些不需要的脉冲(或凸起)以其所有形式在本文中称为“虚假脉冲”。图3示出了距离模糊问题。在第一模糊间隔中从三角形对象反射并在第二模糊间隔中从八边形对象反射的脉冲出现在采样的雷达距离像中，好像它们实际上在不模糊距离内。标签p[n]、p[n-1]等表示发生反射的发射序列中的发射脉冲。在脉冲重复间隔n中，我们看到由在当前间隔(p[n]，从人反射)以及脉冲重复间隔n-1(p[n-1]，从三角形反射)和n-2(p[n-2]，从八边形反射)中发射的脉冲所引起的反射。类似地，在脉冲重复间隔n+1中，除了当前间隔之外，我们还看到由间隔n和n-1中发射的脉冲所引起的反射。在扫描阈值接收机中使用双相编码可能导致失真的结果。图4示出了扫描阈值接收机，其中比较器的输出与脉冲的极性进行异或运算，以恢复信号。当接收到+1脉冲时，极性为0，当接收到-1脉冲时，极性为1。在仅发射+1脉冲或仅发射-1脉冲的情况下，可以无失真地恢复信号(图5的顶行)。然而，如上所述，仅使用+1或仅使用-1脉冲导致距离模糊问题。然而，当发射+1和-1脉冲的随机组合时(例如，对于双相编码)，对恢复原始信号的尝试导致看起来失真的信号(图5的底行)。为了进一步解释这一点，图5的左上图示出了当仅发射+1脉冲(极性＝0)(即根本没有发射-1脉冲)时如何接收和测量距离像。水平线表示与被接收信号进行比较的各个阈值。水平轴是时间，沿着该线在不同点处采集多个样本。仅示出了四个值，但实际上还有更多的样本。实线表示被接收信号与阈值的比较结果为正(即被接收信号高于阈值)，这使得计数器递增。可以看出，脉冲形状和阈值比较之间存在完美匹配。四个示例计数器值15、27、3和15表示平均信号幅度、峰值信号幅度、最小信号幅度以及再次表示平均信号幅度。图5的右上图示出了相同的情况，但是仅发射-1脉冲(极性＝1)。输入到图4中的XOR门的极性对比较取反，使得当被接收信号低于阈值时计数器递增。再次，完美地分析经取反的脉冲形状，并且再现信号与左上图相同，即四个代表性计数器值再次为15、27、3、15。然而，当使用双极性(即极性的混合)时，必须检测+1脉冲和-1脉冲，并在计数器中相加。因此，在图5的底行中，左图和右图都被计数。左图示出+1(极性＝0)脉冲，右图示出-1(极性＝1)脉冲。仍然以相同的方式从低到高扫描阈值，但由于脉冲的取反和极性的随机化，比较产生包括一些随机化的计数器值并且不准确地表示被接收信号的幅度。一次只能发射一个脉冲极性，因此对于扫描中的给定位置，只有左图或右图从比较器获得结果。这就是为什么在这两个图像中存在“缺失线”(在图5中以虚线示出)的原因。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脉冲雷达，包括发射机；其中，所述脉冲雷达被布置为生成二进制值串；其中，所述发射机包括脉冲发生器，所述脉冲发生器被布置为生成脉冲信号，所述脉冲信号包括具有根据所述二进制值串来确定的极性的发射脉冲系列；其中，第一子串包括第一系列值；其中，第二子串包括第二系列值；其中，所述第二子串与所述第一子串不同；并且其中，根据重复图案，所述第二系列值中的每个值与所述第一系列值中的对应值相同或不同；并且其中，所述二进制值串至少包括连接在一起的所述第一子串和所述第二子串，并且每一者可选地在连接之前被反转。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.03 GB 1701862.31.一种脉冲雷达，包括发射机；其中，所述脉冲雷达被布置为生成二进制值串；其中，所述发射机包括脉冲发生器，所述脉冲发生器被布置为生成脉冲信号，所述脉冲信号包括具有根据所述二进制值串来确定的极性的发射脉冲系列；其中，第一子串包括第一系列值；其中，第二子串包括第二系列值；其中，所述第二子串与所述第一子串不同；并且其中，根据重复图案，所述第二系列值中的每个值与所述第一系列值中的对应值相同或不同；并且其中，所述二进制值串至少包括连接在一起的所述第一子串和所述第二子串，并且每一者可选地在连接之前被反转。2.根据权利要求1所述的脉冲雷达，其中，所述第一子串是所述第二子串的取反。3.根据权利要求1所述的脉冲雷达，其中，所述第二子串的值交替地等于所述第一子串的对应值和等于所述第一子串中的对应值的取反。4.根据权利要求1、2或3所述的脉冲雷达，其中，所述二进制值串包括连接在一起的多个子串，并且其中，所述多个子串彼此相关，使得当所有脉冲在接收机中累积时，来自至少一个模糊距离的脉冲被消除，而来自至少一个不同模糊距离的脉冲被相加。5.根据权利要求4所述的脉冲雷达，其中，所述多个子串彼此相关，使得来自至少两个相邻模糊距离的脉冲被消除，而来自至少一个不同模糊距离的脉冲被相加。6.根据任一前述权利要求所述的脉冲雷达，其中，所述二进制值串包括连接在一起的至少四个子串，其中，第二子串的值是第一子串中的对应值的取反，其中，第三子串的值交替地等于所述第一子串的对应值和等于所述第一子串中的对应值的取反，并且其中，第四子串的值是所述第三子串中的对应值的取反。7.根据权利要求6所述的脉冲雷达，其中，所述二进制值串包括连接在一起的至少八个子串，并且其中，第五子串的值是这样形成的：将所述第一子串划分为从所述第一字串的起始处开始的四个相邻值的相邻组并且通过复制所述组的前两个值并对所述组的最后两个值取反来形成所述第五子串的对应组，其中，第六子串的值是所述第五子串中的对应值的取反，其中，第七子串的值是这样形成的：将所述第一子串划分为从所述第一子串的起始处开始的四个相邻值的相邻组并且通过复制所述组的第一个和最后一个值并对中间两个值取反来形成所述第七子串的对应组，并且其中，第八子串的值是所述第七子串中的对应值的取反。8.根据任一前述权利要求所述的脉冲雷达，其中，所述二进制值串是二进制值的随机或伪随机串。9.根据任一前述权利要求所述的脉冲雷达，还包括：接收机，所述接收机包括信号组合器件，所述信号组合器件将被接收信号与斩波信号组合，以便恢复来自期望模糊距离的信号，其中所述斩波信号根据所述二进制值串以脉冲重复频率切换。10.根据任一前述权利要求所述的脉冲雷达，其中，所述发射脉冲在时间上等间隔。11.根据任一前述权利要求所述的脉冲雷达，其中，所述接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈肯·安德烈·赫约特兰，
申请(专利权)人：诺韦尔达公司，
类型：发明
国别省市：挪威,NO