一种雷达测速技术的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于雷达通信技术领域，尤其设及一种雷达测速技术。
【背景技术】
[0002] 在预警雷达等应用中，希望雷达威力范围大；机载、星载雷达中，迫切希望雷达发 射机效率高、体积小；然而，传统PD雷达难W解决该些问题。PD雷达，又称脉冲多普勒雷 达，顾名思义它是一种利用多普勒效应检测目标信息的脉冲雷达。脉冲多普勒雷达的基本 特点之一，是在频域一时域存在着分布相当宽广和功率相当强的背景杂波中检测出有用的 信号。该通常是通过雷达的自动检测来完成的，雷达将待扫描的区域分为若干个单元，通过 滑窗的移动扫描所有的单元，每次扫描后，雷达都会实时的接收本次扫描所返回的信号，该 些信号只是来源于正在扫描的单元窗口。然后雷达根据一定的判决原理对接收到的信号作 出处理，确定该单元中是否存在目标。传统PD雷达要求发射机是全相参发射机，常采用行 波管、固态组件等，但全相参发射机的成本高、功率小、效率低、体积大。而具有成本低、功率 大、效率高、体积小的自激振荡式发射机（磁控管）则不能测速。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术中的PD雷达需要全相参发射机、行波管、固态组件等，而全相参发 射机的成本高、功率小、效率低、体积大。而具有成本低、功率大、效率高、体积小的自激振荡 式发射机（磁控管）则不能测速。因此有必要提供一种测速脉冲雷达及其测速方法。本 发明的的测速脉冲雷达及其测速方法可W应用在民用雷达上，也可W应用在军用国防等领 域，如果本发明的技术方案设及到国防等国家重大利益，申请人非常愿意将本申请转为保 密专利。
[0004] 本发明公开了一种雷达测速技术，其测速技术装置，包括第一光纤延时器、第一光 /电转换装置、双工装置、功率放大装置、相参处理器、接收器；所述第一光纤延时器通过第 一光/电转换装置连接相参处理器，所述第一光纤延时器用于产生延迟脉冲信号；所述双 工装置连接接收器和功率放大装置，所述双工装置一方面将信号通过接收器发射出去，另 外一方面将接收的脉冲信号送入功率放大装置进行放大；所述功率放大装置连接相参处理 器，所述功率放大装置放大后的脉冲信号送入相参处理器，每个发射脉冲的回波只与该脉 冲的延迟复制脉冲相参。
[0005] 优选地，上述光纤延时器包括光纤延迟线和光纤环，所述光纤延迟线和光纤环连 接；所述光纤环依序连接可切换禪合器、光功率放大装置、光频隔离器、环开关，所述可切换 禪合器用于将光脉冲禪合进光纤环，或者将光脉冲从光纤环中禪合出来；光功率放大装置 用于维持光脉冲的强度；光频隔离器用于使光脉冲在一个方向上循环；环开关用于清空光 纤环，W便接收新的脉冲。
[0006] 优选地，上述测速脉冲雷达包括第二光纤延时器、第一电/光转换装置，所述第一 电/光转换装置连接第二光纤延时器，所述第一电/光转换装置用于将接收到的脉冲信号 进行电/光转换后一部分送入接收器，另一部分送入第一光纤延时器。
[0007] 本发明还公开了一种测速脉冲雷达的测速方法，其包含W下步骤：
[000引步骤一、第一光纤延时器接收脉冲信号后进行延时，得到延时后的脉冲信号，延时 后的脉冲信号送入第一光/电转换装置进行光/电转换，转换后的信号送入相参处理器；
[0009] 步骤二、双工装置一方面将信号通过接收器发射出去，另外一方面将接收的脉冲 信号送入功率放大装置进行放大，所述功率放大装置放大后的脉冲信号送入相参处理器；
[0010] 步骤=、相参处理器将来自步骤一和步骤二的信号进行相参处理，每个发射脉冲 的回波只与该脉冲的延迟复制脉冲相参，相参处理后得到基带多普勒信号，优选地，上述步 骤一中的延时具体包含W下步骤：
[0011] 步骤1.可切换禪合器将光脉冲禪合进光纤环，禪合后的光脉冲送入光功率放大 装置；
[0012] 步骤2.光功率放大装置放大输出的信号送入光频隔离器，使光脉冲在一个方向 上循环；
[0013] 步骤3.光频隔离器输出的信号通过环开关后输出给可切换禪合器，可切换禪合 器将光脉冲从光纤环中禪合出来。
[0014] 优选地，在进行步骤一的延时前由信号源产生一个脉冲，该脉冲进入第二光纤延 迟器产生脉冲串，该脉冲串中每个脉冲的相位、频率、幅度都完全一样，是完全相干的，所 述脉冲串一方面通过接收器发射出去，另外一方面送入步骤一中的第一光纤延迟器进行延 迟。
[0015] 本发明的有益效果为：通过使用光延迟器将脉冲信号进行延迟，每个发射脉冲的 回波只与该脉冲的延迟复制脉冲相参，获得理想的相参。本发明的技术方案解决了现有技 术中的PD雷达难W获得理想相干的技术问题，同时本发明的技术方案成本低，易于实现和 推广应用。
【附图说明】
[0016] 图1为可控光纤延迟器的结构图。
[0017] 图2为可控光纤延迟器示意图。
[0018] 图3为基于光纤延迟器的接收机原理。
[0019] 图4高精度测速脉冲雷达原理。
[0020] 图5为非相干高精度测速脉冲雷达原理。
[0021] 图6为低成本测速脉冲雷达系统构成。
[0022] 图7为高精度测速脉冲雷达系统构成。
[0023] 图8为低成本测速脉冲雷达仿真。
[0024] 图9为传统PD雷达与高精度测速脉冲雷达对比。
【具体实施方式】
[0025] 一种雷达测速技术，其测速装置包括第一光纤延时器、第一光/电转换装置、双工 装置、功率放大装置、相参处理器、接收器；所述第一光纤延时器通过第一光/电转换装置 连接相参处理器，所述第一光纤延时器用于产生延迟脉冲信号，所述延迟脉冲信号通过第 一光/电转换装置转换后送入相参处理器；所述双工装置连接接收器和功率放大装置，所 述双工装置一方面将信号通过接收器发射出去，另外一方面将接收的脉冲信号送入功率放 大装置进行放大，所述功率放大装置连接相参处理器，所述功率放大装置放大后的脉冲信 号送入相参处理器，每个发射脉冲的回波只与该脉冲的延迟复制脉冲相参。如图3所示，本 雷达的接收机中，每个发射脉冲的回波只与该脉冲的延迟复制脉冲相参，因此可获得理想 的相参。与之相比，传统PD雷达难W获得理想相干：传统PD雷达中，接收回波脉冲先和本 振源相参，然后进行匹配滤波（实现脉冲压缩）。由于本振不可避免地存在频率不稳定（相 位噪声），因而难W获得理想相干。
[0026] 上述功率放大装置为LNA，所述LNA即低噪声功率放大装置，是噪声系数很低的功 率放大装置。一般用作各类无线电接收机的高频或中频前置功率放大装置（比如手机、电 脑或者iPAD里面的WiFi)，W及高灵敏度电子探测设备的放大电路。因为所有后面的处理 都是基于LNA放大后的信号进行的，所W-个低噪声的模拟功率放大装置是至关重要的。 在放大微弱信号的场合，功率放大装置自身的噪声对信号的干扰可能很严重，因此希望减 小该种噪声，W提高输出的信噪比。由功率放大装置所引起的信噪比恶化程度通常用噪声 系数F来表示。理想功率放大装置的噪声系数F=1(0分贝），其物理意义是输出信噪比等 于输入信噪比。
[0027] 优选地，如图1所示，本发明中提到的光纤延时器包括光纤延迟线和光纤环，所述 光纤延迟线和光纤环连接；所述光纤环依序连接可切换禪合器、光功率放大装置、光频隔离 器、环开关，所述可切换禪合器用于将光脉冲禪合进光纤环，或者将光脉冲从光纤环中禪合 出来；光功率放大装置用于维持光脉冲的强度；光频隔离器用于使光脉冲在一个方向上循 环；环开关用于清空光纤环，W便接收新的脉冲。光脉冲进入可变长度光纤延迟线，然后经 过光纤环可W获得一串延迟脉冲。可控光纤延迟器的示意图如图2所示。
[002引优选地，为了获得更好的测速效果，本发明的测速脉冲雷达还包括第二光纤延时 器、第一电/光转换装置，所述第一电/光转换装置连接第二光纤延时器，所述第一电/光 转换装置用于将接收到的脉冲信号进行电/光转换后一部分送入接收器，一部分送入第一 光纤延时器。高精度测速脉冲雷达原理如图如图4所示，由信号源产生一个脉冲，该脉冲 进入第二光纤延迟器产生脉冲串，该脉冲串中每个脉冲的相位、频率、幅度都完全一样，是 完全相干的。该脉冲串进行功率放大后发射出去。在接收端，一部分发射脉冲经过可控光 纤延迟器后，与接收的脉冲回波信号混频、滤波后直接得到基带的多普勒信号，经过FFT处 理，最后进行距离一速度解算并显示。该雷达中，两处用到可控光纤延迟器，其作用分别是： 在发射机端，实现射频脉冲的复制，将脉冲源产生的单个脉冲复制成一串相同的脉冲，于是 可获得理想的相干脉冲串用作发射信号；在接收机端，实现对发射脉冲的延迟，延迟后的脉 冲用作参考脉冲，参考脉冲可W与接收信号实现理想的相参。由于发射脉冲串是由同一个 脉冲复制产生的，因此发射脉冲的脉间是完全相参、高度稳定的；每个脉冲的延迟信号与自 己的回波信号相参，因此可W实现理想相参。
[0029] 一种测速脉冲雷达的测速方法，其包含W下步骤：
[0030] 步骤一、第一光纤延时器接收脉冲信号后进行延时，得到延时后的脉冲信号，延时 后的脉冲信号送入第一光/电转换装置进行光/电转换，转换后的信号送入相参处理器；
[0031] 步骤二、双工装置一方面将信号通过接收器发射出去，另外一方面将接收的脉冲 信号送入功率放大装置进行放大，所述功率放大装置放大后的脉冲信号送入相参处理器；
[0032] 步骤=、相参处理器将来自步骤一和步骤二的信号进行相参处理，每个发射脉冲 的回波只与该脉冲的延迟复制脉冲相参，相参处理后得到基带多普勒信号。
[0033] 优选地，所述步骤一中的延时具体包含W下步骤：
[0034] 步骤1.可切换禪合器将光