【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微波雷达大动态回波信号自适应数字增益控制方法，属于微波雷达回波信号分析、接收机增益控制。
技术介绍
1、微波雷达通过分析检测回波信号实现对目标的探测和跟踪，当因目标相对距离、姿态引起的rcs(radar cross-section，雷达散射截面积)变化，以及雷达复杂工作环境存在强电磁干扰、杂波干扰、系统噪声等原因导致雷达回波信号出现大动态的变化，信号能量或强或弱。接收机自动增益控制技术是为了解决在强干扰、强信号或弱信号输入时，通过分析目标回波信号能量，随回波信号能量强弱实时调整接收机增益，抑制接收机输出信号变化幅度并使其能量收敛在设定区间，便于后端信号处理机提取目标信息，实现目标检测跟踪。
2、当前已有的一些关于模拟或数字自动增益控制方法中，未根据当前回波信号能量与控制目标的差值和agc(automatic gain control，自动增益控制)芯片增益与电压之间的非线性关系实时调整增益变化幅度，容易使接收机输出信号能量起伏大，导致输出信号产生振荡。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种大动态回波信号自适应数字增益控制方法，采用一级数字agc增益控制电路设计，通过数字化算法实时调整增益变化幅度，在实现快速收敛控制接收机输出信号能量的同时，防止接收机输出信号能量变化过快产生振荡，具备工程实际应用价值。
2、为了实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种大动态回波信号自适应数字增益控制方法，包括：
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5、步骤s2，利用标定的方式，获得接收机agc电压与增益的相对关系，计算agc电压增益斜率并建立第二查找表；
6、步骤s3，计算一个接收周期内每个采样点的基带信号能量，做n1点滑窗平均后取最大值，作为当前接收周期信号能量，取最近的n2个接收周期信号能量的平均值，作为接收机输出的当前信号能量；
7、步骤s4，把接收机输出的当前信号所在能量区间的增益差值与agc电压增益斜率之比，作为agc电压步进控制变化量，得到新的agc电压值转化成数字量发送至agc芯片，实现接收机输出信号能量快速、平稳收敛。
8、可选的，步骤s1具体包括：
9、s11，将标准信号源输出的信号能量设置为x1，x1为接收机设计要求的回波信号动态范围下限；
10、s12，将标准信号源输出的信号输入至模数转换器，得到采样信号；
11、s13，将采样信号经过数字下变频、低通滤波处理后，得到基带信号i1、q1；
12、s14，取i1、q1模的平方和作为基带信号能量值y1；
13、s15，按固定步进向上调整标准信号源输出的信号能量分别为x2～xm，重复步骤s12～s14，记录基带信号能量y2～ym，xm为接收机设计要求的回波信号动态范围上限；
14、s16，设定ymid-1为基带信号能量目标下门限，ymid为基带信号能量目标上门限，ytar＝(ymid-1+ymid)/2为基带信号能量目标中位值；
15、s17，计算(yn-1+yn)/2与ytar之差为增益差值zn-1，得到信号能量区间[xn-1，xn)对应的增益差值zn-1，建立不同能量区间增益差值查找表，作为第一查找表，其中，yn-1、yn∈(y1，ym)。
16、可选的，步骤s2具体包括：
17、s21，将标准信号源输出的信号能量设置为x1，输入至接收机；
18、s22，调整接收机agc电压，使输出的信号能量固定为回波信号能量目标中位值xtar＝(xmid-1+xmid)/2，其中，xmid-1为回波信号能量目标下门限，xmid为回波信号能量目标上门限；
19、s23，记录此时的agc电压v1和增益g1＝10*log(xtar-x1)；
20、s24，按固定步进向上调整标准信号源输出的信号能量分别为x2～xm，重复步骤s22～s23，记录agc电压v2～vm和增益g2～gm；
21、s25，利用数据拟合生成agc电压与增益关系曲线，得到agc电压区间[vn-1，vn)对应的增益斜率sn-1并建立第二查找表，其中，vn-1、vn∈(v1，vm)。
22、可选的，步骤s3具体包括：
23、s31，滑窗计算一个接收周期内的连续n1个采样点的基带信号能量的平均值；
24、s32，记录基带信号能量滑窗平均的最大值，作为当前接收周期信号能量；
25、s3.3，计算最近的n2个接收周期信号能量的平均值，作为接收机输出的当前信号能量。
26、可选的，步骤s4具体包括：
27、s41，从第一查找表中，查表取接收机输出的当前信号所在能量区间对应的增益差值zn1；
28、s42，从第二查找表中，查表取当前的agc电压对应的增益斜率sn2，所述当前agc电压由模拟量遥测得到；
29、s43，取zn1与sn2的比值，作为agc电压步进控制变化量；
30、s44，把当前agc电压减去agc电压步进控制变化量后得到新的agc电压，转化为数字量后发送至agc芯片；
31、s45，接收机按新的agc电压输入起控，放大或缩小增益，使输出信号能量向目标门限收敛。
32、可选的，步骤s44中，新的agc电压转化为数字量后通过spi通信方式发送至agc芯片。
33、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
34、(1)本专利技术利用标定的方式，确定能量区间增益差值查找表和agc电压增益斜率查找表，根据不同的信号能量区间和当前agc电压，计算agc电压步进控制变化量，实现接收机输出信号能量快速收敛的同时，避免输出信号因增益突变而产生振荡，具有收敛速度快、动态范围大等特点；
35、(2)本专利技术属于全数字自动增益控制方法，回波信号能量目标门限、能量区间、增益差值、agc电压增益斜率等全部由软件实现，可以实时调整；
36、(3)本专利技术可以根据不同产品选用不同位宽的模数转换器、不同带宽的调制信号形式及滤波器设计，调整能量区间增益差值查找表，同时也可以通过设置不同的能量目标门限，调整接收机增益大小，适应不同的微波雷达系统；
37、(4)本专利技术可以根据不同接收机agc电压与增益关系不同，调整agc电压增益斜率查找表，适用性强，同时也具备通过改变agc电压增益斜率调整接收机输出信号能量收敛速度的能力；
38、(5)本专利技术采用低通滤波器匹配输入信号带宽，对回波信号能量进行滑窗平均，有效滤除高频噪声，具有一定的抗干扰能力。
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1.一种大动态回波信号自适应数字增益控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的大动态回波信号自适应数字增益控制方法，其特征在于，步骤S1具体包括：
3.如权利要求1所述的大动态回波信号自适应数字增益控制方法，其特征在于，步骤S2具体包括：
4.如权利要求1所述的大动态回波信号自适应数字增益控制方法，其特征在于，步骤S3具体包括：
5.如权利要求1所述的大动态回波信号自适应数字增益控制方法，其特征在于，步骤S4具体包括：
6.如权利要求1所述的大动态回波信号自适应数字增益控制方法，其特征在于，步骤S44中，新的AGC电压转化为数字量后通过SPI通信方式发送至AGC芯片。
【技术特征摘要】
1.一种大动态回波信号自适应数字增益控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的大动态回波信号自适应数字增益控制方法，其特征在于，步骤s1具体包括：
3.如权利要求1所述的大动态回波信号自适应数字增益控制方法，其特征在于，步骤s2具体包括：
4.如权利要求1所述的大动态回波信号...
【专利技术属性】
技术研发人员：李鸿志，李盘虎，陈曦，王凤姣，林俊贤，沈承德，
申请(专利权)人：上海无线电设备研究所，
类型：发明
国别省市：
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