一种雷达系统的信道划分方法及装置与流程

本发明涉雷达技术领域，特别是涉及一种雷达系统的信道划分方法及装置。

背景技术：

目前不同应用领域的雷达系统一般工作在各自专用频段。而工作在相同频段的雷达系统一般采取以下手段来避免干扰：

第一种方式是利用电磁波随距离衰减的特性，具体是将两部(或多部)雷达站点之间保持一定的距离，也即不让两部(或多部)雷达站点靠得太近，从而使电磁波到达对方站点时的场强不足以对该雷达工作产生影响。第二种方式是设计定向或阵列天线，让两部(或多部)雷达之间的能量发射与接收互相不重叠。第三种方式是人为更换雷达工作频率，也即在系统受到干扰之后，通过人工换频方式消除干扰，以使让雷达恢复工作。

然而，第一种方式限制了雷达的可扩展数量，也即在一定区域内无法设置多部雷达，信道利用率较低。第二种方法容易受较多的外界因素影响，当干扰情况复杂时，增加了天线设计难度与成本。第三种方法无法事先避免干扰，由于全部需要人工调整，因此处理效率比较低。

因此，有必要提供一种雷达系统的信道划分方法及装置，以解决现有技术所存在的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种雷达系统的信道划分方法及装置，以解决现有雷达系统的信道划分方式的信道利用率比较低以及成本较高的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明构造了一种雷达系统的信道划分方法，其包括：

按照时间、载频、以及极化中的至少一种划分方式对所述雷达系统的信道进行划分，以使每个所述雷达对应设置一信道，其中所述雷达系统包括n个雷达，n≥2。

本发明还提供一种雷达系统的信道划分装置，其包括：

划分模块，用于按照时间、载频、以及极化中的至少一种划分方式对所述雷达系统的信道进行划分，以使每个所述雷达对应设置一信道，其中所述雷达系统包括n个雷达，n≥2。

本发明的雷达系统的信道划分方法及装置，通过按照时间、载频、以及极化中的至少一种划分方式对所述雷达系统的信道进行划分，以使每个所述雷达对应设置一信道，从而避免各雷达之间产生干扰。

【附图说明】

图1为本发明实施例一提供的雷达系统的信道划分方法的示意图。

图2为本发明实施例二提供的雷达系统的信道划分方法的示意图。

图3为本发明实施例三提供的雷达系统的信道划分装置的结构示意图。

图4为本发明实施例三提供的雷达系统的信道划分装置的优选结构示意图。

【具体实施方式】

以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。

本发明的雷达系统包括n个雷达M1-Mn，其中n≥2，每个雷达对应设置一信道。比如，该雷达M1至Mn分别对应1个信道。

本发明实施例提供的雷达系统的信道划分方法，该方法具体按照时间、载频、以及极化中的至少一种划分方式对该雷达系统的信道进行划分，以使每个该雷达对应设置一信道，由于通过时间、载频、以及极化方式对信道进行划分，使得每个雷达之间不会产生干扰，因此提高了信道的利用率以及降低了生产成本，此外也提高了划分效率。

请参照图1，图1为本发明实施例一提供的雷达系统的信道划分方法的示意图。

如图1所示，本优选实施例提供按照时间划分信道的方法，具体包括：

S101、获取该雷达在相邻两次开启之间的时间间隔。

如图1所示，该雷达系统包括n个雷达M1至Mn，其中以第一个雷达M1为例，该雷达M1每隔预定时间段开启一次，并且每次开启后保持运行预设时长ts；也即单个雷达每次工作的持续时间为ts，具体地，相邻两次开启之间的时间间隔为tu。

S102、将该时间间隔划分为n个时间段，该时间段大于该预设时长，以使该时间段与该雷达一一对应。

具体地，将tu划分为n个不小于ts的时间段t1至tn，每个雷达在对应的时间段上工作，也即ts小于tu/n；比如在第一时间段t1中，第一个雷达M1工作，第二时间段t2中，第二个雷达M2工作，以此类推。也即同一时刻只有一部雷达工作，从而使得雷达之间不会产生干扰

本发明的雷达系统的信道划分方法，由于获取单个雷达在相邻两次开启之间的时间间隔，将该时间间隔划分为n个时间段，从而使得同一时刻只有一部雷达工作，避免了各雷达之间产生干扰。

请参照图2，图2为本发明实施例二提供的雷达系统的信道划分方法的示意图。

如图2所示，本优选实施例提供按照时间划分信道的方法，具体包括：

S201、当检测到当前雷达接收到回波时，获取该回波的返回时间，得到多个时间。

具体地，每个雷达都会接收到回波，以当前雷达为第一个雷达M1为例，检测第一个雷达M1是否接收到回波，如果该雷达M1接收到回波，则记录每次回波的返回时间，从而得到多个时间。

可以理解的，可以按顺序依次启动雷达M1-Mn，也可以不按顺序启动雷达M1-Mn。

S202、获取该多个时间中的最大时间值；

具体地，获取多个回波的返回时间的最长时间tm，也即获取最远距离回波的返回时间。该最长时间为最远距离回波的返回时间。

S203、间隔目标时长启动下一雷达，其中该目标时长大于该最大时间值。

其中该目标时长大于该最远距离回波的返回时间tm。比如待启动雷达为M2至Mn，具体地，间隔一定的时长tc1启动第二个雷达M2，tc1大于该最远距离回波的返回时间tm。也即最远距离回波到达时间tm小于相邻信道雷达启动时间间隔tc1，在雷达M2启动之后，可以再次间隔第二雷达的最远距离回波的返回时间启动雷达M3。第三个雷达至第n-1个雷达的具体启动方式与此类似。如果第n-1个雷达的目标时长为tc(n-1)，间隔时长tc(n-1)启动第n个雷达，在此不再赘述。

可以理解的，可以按1-n的排序顺序依次启动雷达M1-Mn，也可以不按顺序启动M1-Mn。在启动过程中，只需要保证单部雷达最远距离回波的返回时间之前不启动其他雷达即可。

为了更好地消除干扰，该目标时长与该最大时间值之间的差值大于预设误差时间。

例如，由于各雷达的工作时间存在偏差，在最远距离回波返回时间增加预设误差时间。也即该预设误差时间不小于雷达时间基准在信道调整周期内产生的定时误差。为了减小定时误差，雷达系统可采用高稳时间参考、全球定位系统授时、统一有线授时、无线网络授时等方式中的一种提高系统时间精度。

本发明的雷达系统的信道划分方法，由于当检测到当前雷达接收到回波时，获取该回波的返回时间，得到多个时间，并获取该多个时间中的最大时间值、间隔目标时长启动下一雷达，从而使得各雷达分时工作，避免了各雷达之间产生干扰。

本优选实施例还提供一种按照载频划分信道的方法，具体包括：

S301、获取雷达的最大作用距离、雷达的工作带宽以及雷达发射信号的时宽。

比如，根据现有方式获取雷达的最大作用距离为R_max，雷达的带宽为B，以及雷达发射信号的时宽为TP，也即发射信号的时间宽度。

S302、根据该最大作用距离、该工作带宽以及该时宽获取相邻两个雷达之间的载频间隔，以避免该雷达之间相互干扰。

在一实施例中，该载频间隔F_C具体通过公式1得到：

F_C≥R_maxB/cT_P 公式1

其中，R_max为该雷达的最大作用距离，B为该雷达的工作带宽，c为光速，T_p为该雷达发射信号的时宽。

当然，还可以通过其他的公式限定该载频间隔与最大作用距离、该工作带宽以及该时宽之间的关系，并不局限于公式1给出的方式。

如果当雷达系统为实混频系统时，为了更好地降低干扰，该载频间隔F_C如公式2所示：

F_C≥2RmaxB/cT_P 公式2

上述方法适用于具有时频耦合特点的信号，比如线性调频信号。由于此类信号的频率变化时，会产生耦合时延变化。因此多部雷达工作在不同载频上时，载频差(也即载频间隔)F_C与耦合时延差τ_C存在公式3所示的对应关系：

τ_C＝T_PF_C/B≥2Rmax/c 公式3

对于单部雷达来说，当其他雷达与它的载频差产生的耦合时延差τ_C大于本雷达最大作用距离回波时延时2Rmax/c，就不会对本雷达产生影响。

本实施例的雷达系统的信道划分方法，通过获取雷达的最大作用距离、雷达的工作带宽以及雷达发射信号的时宽；并根据雷达的该最大作用距离、该雷达的工作带宽以及该雷达发射信号的时宽获取相邻两个雷达之间的载频间隔，因此可以避免该雷达之间相互干扰，提高了处理效率。

本优选实施例还提供一种极化划分信道的方法，该方法具体包括：

S401、将该雷达系统划分为多个对置发射单元；

例如，将整个雷达系统分为多个对置发射单元，该对置发射单元包括至少两个雷达；每个雷达设置有发射天线和接收天线。

S402、采用预设极化方式对该发射天线和该接收天线进行极化；

例如，在一实施方式中，通过45度极化方式对该发射天线和该接收天线进行极化。该预设极化方式不局限于45度，也可以为其他的角度。

具体地，其中一个对置发射单元包括雷达A和雷达B，该雷达A采用45°线极化形式进行发射和接收，在该雷达A的作用方向上，另外一个雷达B也采用相同的极化形式面向雷达A进行信号的发射和接收，两部雷达作用方向相对。由于对置方向上的45°极化相当于同一方向上的135°极化，使得雷达B发射的波与雷达A接收天线互相不匹配，以及雷达A发射的波与雷达B接收天线互相不匹配。因此这两部雷达同时工作时就不会相互影响。

本实施例的雷达系统的信道划分方法，通过将该雷达系统划分为多个对置发射单元；采用预设极化方式对该发射天线和该接收天线进行极化；以使该对置发射单元中的各雷达之间的信号的发射方向相对置，以及该对置发射单元中的各雷达之间的信号的接收方向相对置。从而使得对置发射单元中的各雷达发射信号和接收信号交错发射，因此可以避免该雷达之间相互干扰，提高了处理效率。

如图3所示，本发明实施例还提供一种雷达系统的信道划分装置400，其包括：划分模块40。

划分模块40，用于按照时间、载频、以及极化中的至少一种划分方式对该雷达系统的信道进行划分，以使每个该雷达对应设置一信道，其中该雷达系统包括n个雷达，n≥2。

如图4所示，该划分模块40包括：第一时间划分子模块41，该第一时间划分子模块41包括：时间获取单元411和时间划分单元412。

时间获取单元411，用于获取该雷达在相邻两次开启之间的时间间隔；其中该雷达每隔预定时间段开启一次，并且每次开启后保持运行预设时长。

时间划分单元412，用于将该时间间隔划分为n个时间段，该时间段大于该预设时长，以使该时间段与该雷达一一对应。

该划分模块40还可以包括：第二时间划分子模块42，其包括：回波获取单元421、最大时间值获取单元422以及启动单元423。

回波获取单元421，用于当检测到当前雷达接收到回波时，获取该回波的返回时间，得到多个时间。

最大时间值获取单元422，用于获取该多个时间中的最大时间值。

启动单元423，用于间隔目标时长启动下一待启动雷达，其中该目标时长大于该最大时间值。

该划分模块40还包括：载频划分子模块43，其包括：数据获取单元431和载频划分单元432。

数据获取单元431，用于获取雷达的最大作用距离、雷达的工作带宽以及雷达发射信号的时宽。

载频划分单元432，用于根据该最大作用距离、该工作带宽以及该时宽获取相邻两个雷达之间的载频间隔，以避免该雷达之间相互干扰。

该载频划分单元432，具体用于通过以下公式得到该载频间隔：

FC≥RmaxB/cTP

其中，Rmax为雷达最大作用距离，B为该雷达的工作带宽，c为光速，Tp为该雷达发射信号的时宽。

该划分模块40还包括：极化划分子模块44，其包括：对置单元441和极化单元442。

对置单元441，用于将该雷达系统划分为多个对置发射单元，该对置发射单元包括至少两个雷达；该雷达对应设置有发射天线和接收天线。

极化单元442，用于采用预设极化方式对该发射天线和该接收天线进行极化；以使该对置发射单元中的各雷达之间的信号的发射方向相对置，以及该对置发射单元中的各雷达之间的信号的接收方向相对置。

具体实施时，以上各个模块可以作为独立的实体来实现，也可以进行任意组合，作为同一或若干个实体来实现，以上各个模块的具体实施可参见前面的方法实施例，在此不再赘述。

本发明的雷达系统的信道划分装置，通过按照时间、载频、以及极化中的至少一种划分方式对该雷达系统的信道进行划分，以使每个该雷达对应设置一信道，从而避免各雷达之间产生干扰。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。