专利名称：电荷耦合器件的雷达信号视频积累电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种雷达信号处理电路，更确切地说是涉 及一种用电荷耦合器件提高雷达发射概率，增加雷达作用距离 的电荷耦合器件的雷达信号视频积累电路方面的发明。
背景技术：
早期的脉冲雷达的信号积累主要依靠显示器余辉特性及雷 达操纵员眼和脑的储存能力来完成。由于这种积累加入了许多 人为因素，对显示器的余辉性能也提出了严格要求，而且积累 效果也是因人而异。因此、近年来，随着大规模集成电路和高 速微处理器的发展，在改造老雷达，充分发挥老雷达性能方面 人们提出了许多可行的技术方案。雷达信号积累能有效地提高 雷达的信噪比，改善雷达的检测能力，达到增加雷达发现概率 和探测距离的目的。雷达信号积累分为相干积累和非相干积 累。相干积累是指雷达的发射和接收载频有确定的相位关系， 积累在中频实现。非相干积累是指雷达的发射和接收载频无确 定的相位关系，积累在检波后实现。早期的雷达大部分属于非 相干雷达，因此，对这类雷达进行信号积累应在检波后，属于 视频积累。视频积累较中频积累简单易行，在手段上可采用微 处理器及软件编程，也可以用电荷耦合器件及其电路来实现。
在雷达系统中， 一般使用信噪功率比。设雷达回波信号的
幅值是& ,噪声平均值是l,其信噪比是S,Jl。对iV个回波
累积相加，由于信号相关，理想情况下其电压值增加iV倍，设 积累后雷达的输出信号幅值为5。 ,,即S。w^iVS,"。因此，信号功
率提高了ivM咅。由于噪声的随机性，经过iv次积累，平均输出
电压值是A^,-VX^"，噪声功率提高了iV倍。则积累后输出电
压的信噪比为1 = ^^ = 7^^,因此电压信噪比改善为
由此可见，上述现有的雷达仍存在有缺陷，而亟待加以改进。
有鉴于上述现有的雷达存在的缺陷，本设计人基于从事此 类产品设计制造多年，积有丰富的实务经验及专业知识，积极 加以研究创新，以期创设一种改进雷达成型结构的电荷杀給器件 的雷达信"f^^贞积累电路，使其更具有竟争性。经过不断的研究、 设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值 的本实用新型。
实用新型内容
本实用新型所要解决的主要技术问题在于，克服现有的雷 达存在的缺陷，而提供一种改进雷达新型结构的电荷耦合器件 的雷达信号视频积累电路。
本实用新型解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实 现的。依据本实用新型提出的电荷耦合器件的雷达信号视频积 累电路，包括转移脉沖产生电路，由石英晶体，集成电路模块 IC1A、 IC1B、 IC2A、 IC2B、 Idc及C4， C5 ，C6 ，R12, R13组成，其输 出连接电耦合器件CCD321,用于产生CCD321所需的转移脉冲；
1, — V^iv,力—乂 ， #。信噪功率比提高了w倍。
采样脉冲形成电路，由TNI21组成，其输入连接转移脉冲产 生电路，输出连接緩冲及采样保持电路，用于产生CCD321和采 样保持电路的采样脉冲；
緩沖及采样保持电路，由集成电路模块1"、 IC5和保持电 容C1组成，用于接收雷达的视频检波信号，隔离雷达视频检波 器，并完成对输A^见频信号采样；
加法器，由集成电路模块IC3B组成，用于完成对输入采样信 号和被CCD321延时的、经反馈网络送来的信号累积相加；
输出幅度调整及緩冲电路，由集成电路模块IC4A及可变电阻 器R6、 Wl组成，用于緩冲和幅度调整；
输出緩冲电路由集成电路模块IC,B所组成，用于与雷达 -观频;改大器进4亍隔离；
基准电压产生电;f各，由可调稳压电3各LM117、电阻R8、 R9 、 RIO、 Rll及电容C2，、 C3组成，用于为CCD321提供所需 的基准电压；
电荷耦合器件CCD321,用于完成视频信号的延时，使雷达回 波信号准确延时一个雷达发射脉沖周期。
本实用新型解决其技术问题还可以采用以下技术措施来进 一步实现。
前所述的可变电阻器R6、 Wl设置为其值的大小使反馈系数 A小于l。
本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。 由以上技术方案可知，本实用新型由于采用上述技术方案，用 电荷耦合器件实现的雷达视频信号积累电路成本低廉，精度 高，实现雷达信号积累效果好，可以大大提高雷达发现概率， 达到增加雷达作用距离的目的。其适合在中高档雷达或改造老
雷达上使用。使用该积累电路，可使雷达信噪比提高3. 5dB,观 测距离提高5公里。本实用新型中所采用的各个集成电路模 块，本领域技术人员可以根据其实现的功能，选取对应的集成 电路模块。
综上所述，本实用新型在空间型态上确属创新，并较现有 产品具有增进的多项功效，且结构简单，适于实用，具有产业 的广泛利用价值。其在技术发展空间有限的领域中，不论在结 构上或功能上皆有较大的改进，且在技术上有较大的进步，并 产生了好用及实用的效果，而确实具有增进的功效，从而更加 适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅为本实用新型技术方案特征部份的概述，为使专 业技术人员能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说 明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附 图详细说明如后。
本实用新型的具体实施方式
由以下实施例及其附图详细给出。
图l是根据本实用新型的采用电荷耦合器件实现雷达信号检 波后的视频积累电路原理框图2是根据本实用新型的采用电荷耦合器件实现雷达信号检
波后的视频积累电路组成框图3是根据本实用新型的采用电荷耦合器件实现雷达信号 检波后的视频积累电路的具体实施例图。
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图l所示，本实用新型采用电荷耦合器件实现雷达信 号检波后的视频积累。本实用新型的核心电路元件采用电耦合 器件CCD321,电耦合器件CCD321是一种电子可变模拟延迟线， 可完成电信号的延迟和暂存模拟信息、时间相关和增强信噪 比。它由2个455位的移位寄存器A和B组成，根据需要，每个移 位寄存器可单独使用，也可串连构成910位移位寄存器。每个移 位寄存器都有自己的信号注入端、信号输出端以及时钟和采样 脉冲输入端。在本发明的雷达信号视频积累电路中，采用电耦 合器件CCD321做精确延时线，其中电耦合器件CCD321的两个移 位寄存器A和B串联使用构成910位移位寄存器。将雷达的回波 信号延迟一个雷达发射脉冲周期，与未经延迟的回波信号依次 相加，实现信号的积累。雷达^L频信号经910位移位寄存器后应
延时一Aif达发射脉冲周期^。因此，移位时钟和采样脉冲频 率为7 ^ 。在雷达发射脉沖频率300A,发射脉冲宽度10戸
条件下，加在电荷耦合器件上的移位时钟和采样脉冲频率为 / = 910X300 = 273^Z ，在发射脉沖宽度内采样次数
"=10"0 273><103 =2.73 。因此，在这个采样频率下采样存储信
号满足奈奎斯特采样定理。可以满足信号复原精度。
参阅图2该视频积累电路主要包括下述元件转移脉冲产 生电路，主要由石英晶体和集成电路模块组成，其输出连接电 耦合器件CCD321,用于产生CCD321所需的转移脉沖；采样脉 冲形成电路，由TNI21组成，其输入连接转移脉冲产生电路， 输出连接缓冲及采样保持电路，用于产生CCD321和采样保持 电路的釆样脉沖；緩冲及采样保持电路，由集成电路模块和保 持电容组成，用于接收雷达的视频检波信号，隔离雷达视频检 波器，并完成对输入视频信号采样；加法器，由集成电路模块 组成，用于完成对输入采样信号和被CCD321延时的、经反馈网 络送来的信号累积相加；输出幅度调整及緩沖电路，由集成电 路模块及可变电阻器组成，用于緩冲和幅度调整；输出緩沖电 路，由集成电路模块所组成，用于与雷达视频放大器进行隔 离；基准电压产生电路，由可调稳压电路和附加的电阻、电容 组成，用于提供CCD321所需的基准电压；电荷耦合器件 CCD321，用于完成^L频信号的延时，^使雷达回波信号准确延时 一个雷达发射脉冲周期。
图3是根据本实用新型的采用电荷耦合器件实现雷达信号检 波后的视频积累电路的具体实施例。图中所示，该视频积累电 路主要包括下述元件转移脉沖产生电路，由石英晶体，集成 电路模块ICu、 IC1B、 IC2A、 IC2B、 Idc及C4， C5 ,C6 ,R12， R13组 成，其输出连接电耦合器件CCD321,用于产生CCD321所需的转 移脉冲；采样脉沖形成电路，由TNI21组成，其输入连接转移脉
冲产生电路，输出连接緩沖及采样保持电路，用于产生CCD321 和采样保持电路的釆样脉沖；緩沖及采样保持电路，由集成电 路ICm、 IC5和保持电容C1组成，用于接收雷达的视频检波信 号，隔离雷达视频检波器，并完成对输入视频信号采样；加法 器，由集成电路IC3B组成，用于完成对输入采样信号和被CCD321 延时的、经反馈网络送来的信号累积相加；输出幅度调整及緩 冲电路，由I(^及可变电阻器R6, Wl组成，用于緩冲和幅度调 整；输出緩冲电路由IC4B所组成，用于与雷达视频放大器进 行隔离；基准电压产生电^各，由可调稳、压电路LM117、电阻 R8、 R9 、 RIO、 Rll及电容C2， 、 C3组成，用于提供CCD321 所需的基准电压；电荷耦合器件CCD321,用于完成视频信号的 延时，使雷达回波信号准确延时一个雷达发射脉沖周期。图3中 的视频检波信号经电压跟随器，即集成电路模块/C3,加到采样保 持电路。采样保持电路对输入的视频信号进行采样，使直通信 号与被延时信号幅频特性一致。经集成电路模块^采样后的信 号送到加法器，即集成电路/(^的一个输入端。加法器的输出分 为两路 一路送入CCD321输入端(3脚)进行延时，经910位延 时后，从第15脚输出，再经^和A分压后送入电压跟随器，即
集成电路模块f"。该电压跟随器"的输出将信号反馈到加法 器^8的另一个输入端，实现延时信号与未延时信号的相加。其 中、^和A是确保反馈系数A小于1而设置的。加法器&s的另 一路输出送到电压跟随器，即集成电路模块/(^。该电压跟随器 ^"起隔离作用，其输出即为视频积累信号。
其中，石英晶体采用高频率稳定度的、振荡频率,。=273^2
的振荡器。电耦合器件CCD321的第4脚、第12脚、第14脚 的直流电压要正确。VCC采用+12V电源供电，转移时钟及采样 脉冲为TTL电平、波形要规整、否则采样时漏电流较大、采样 "漏钟"干扰不移消除。
从雷达视频检波器输出、视放输入端断开电路，然后分别 接入图3所示的电路，输入信号要确保小于l VP-P。
电源电路要加去藕措施，紋波要小。数字地与模拟地要分 开设置，否则容易引起相互串扰。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本 实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实 质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍 属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1、一种电荷耦合器件的雷达信号视频积累电路，其特征在于包括转移脉冲产生电路，由石英晶体，集成电路模块IC1A、IC1B、IC2A、IC2B、IC1C及C4，C5，C6，R12，R13组成，其输出连接电耦合器件CCD321，用于产生CCD321所需的转移脉冲；采样脉冲形成电路，由TNI21组成，其输入连接转移脉冲产生电路，输出连接缓冲及采样保持电路，用于产生CCD321和采样保持电路的采样脉冲；缓冲及采样保持电路，由集成电路模块IC3A、IC5和保持电容C1组成，用于接收雷达的视频检波信号，隔离雷达视频检波器，并完成对输入视频信号采样；加法器，由集成电路模块IC3B组成，用于完成对输入采样信号和被CCD321延时的、经反馈网络送来的信号累积相加；输出幅度调整及缓冲电路，由集成电路模块IC4A及可变电阻器R6、W1组成，用于缓冲和幅度调整；输出缓冲电路由集成电路模块IC4B所组成，用于与雷达视频放大器进行隔离；基准电压产生电路，由可调稳压电路LM117、电阻R8、R9、R10、R11及电容C2，、C3组成，用于为CCD321提供所需的基准电压；电荷耦合器件CCD321，用于完成视频信号的延时，使雷达回波信号准确延时一个雷达发射脉冲周期。
2、 根据权利要求1所述的电荷耦合器件的雷达信号视频积累电 路，其特征在于所述的可变电阻器R6、 Wl设置为其值的大小使反馈系 凄史A小于1。
专利摘要本实用新型涉及一种电荷耦合器件的雷达信号视频积累电路，包括缓冲及采样保持电路、加法器、电荷耦合器件CCD321、转移脉冲产生电路、采样脉冲形成电路、基准电压产生电路、输出幅度调整及缓冲电路和输出缓冲电路，其采用电荷耦合器件实现雷达信号检波后的视频积累，成本低廉，精度高，实现雷达信号积累效果好，可以大大提高雷达发现概率，达到增加雷达作用距离的目的。其适合在中高档雷达或改造老雷达上使用。使用该积累电路，可使雷达信噪比提高3.5dB，观测距离提高5公里。本实用新型中所采用的各个集成电路模块，本领域技术人员可以根据其实现的功能，选取对应的集成电路模块。
文档编号G01S7/28GK201212908SQ20082010899
公开日2009年3月25日 申请日期2008年7月2日 优先权日2008年7月2日
发明者寇玉民, 飞 赵 申请人:北京联合大学