专利名称：线性调频连续波雷达灵敏度频率控制方法
技术领域：
本发明属于电子技术应用领域，涉及一种控制方法，尤其是一种线性调频连续波 雷达灵敏度频率控制方法。
背景技术：
线性调频连续波(LFMCW)雷达接收机输出目标回波中频差拍信号幅度与雷达到目 标距离的四次方成反比，因此随着距离的增大，信号幅度迅速衰减，加上目标大小的变化， 这就要求接收机有很大的动态范围。即远距离小目标可以探测到，同时近距离大目标不至 于饱和。针对这一问题，人们提出了灵敏度频率控制(SFC)的概念并进行了研究，在连续波 体制雷达中，可以利用回波信号的差拍频率与目标距离成正比的关系在频率域上进行动态 压缩，由雷达距离方程，回波信号功率与目标距离(LFMCW雷达中差拍信号频率)的四次方成 反比，近距离目标回波信号强，差拍信号频率低，远距离目标回波信号弱，但差拍信号频率 高，SFC电路设计要求带内幅频特性一般近似按12dB/倍频斜率上升，目前采用的带通滤波 器或数控衰减器去实现的方式，都存在一些问题，采用带通滤波器不能满足12dB/倍频的 要求；采用数控衰减器，控制比较复杂。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种线性调频连 续波雷达灵敏度频率控制方法。为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案
一种线性调频连续波雷达灵敏度频率控制方法，其特征在于，该方法在接收机中频采 用两阶带阻滤波器，用于模拟目标回波衰减特性，在近距离时使接收机的灵敏度降低，以防 止近程杂波使接收机发生饱和；在远距离时使接收机保持原来的增益和灵敏度，以保证小 目标的获取和辨别。所述的两阶带阻滤波器用LC网络来实现，带阻滤波器的中心频率为雷达系统接 收机的中频频率，3dB带宽根据雷达发射信号的调频斜率和作用距离来确定，为最大作用距 离的三分之一所对应的3dB带宽的2倍。采用本发明采用基于两阶带阻滤波器实现SFC的电路，电路形式简单，实施方便， 经测试表明，目标距离在IOKm内，目标回波信号幅度衰减约46dB，且每倍频程衰减约12dB。
图1为本发明的电路原理方框图； 图2为本发明的电路幅频特性图3为本发明的原理电路图。以下结合附图和实施例对对本发明做进一步详细描述。
具体实施例方式本发明的技术原理是结合最平坦低通原型滤波器阻带的衰减特性，当滤波器阶 数(N)等于2时，其衰减特性满足12dB/倍频斜率要求，那么在接收机中频采用两阶带阻滤 波器，就能模拟目标回波衰减特性，在近距离时使接收机的灵敏度降低，以防止近程杂波使 接收机发生饱和；在远距离时使接收机保持原来的增益和灵敏度，以保证小目标的获取和 辨别。SFC技术是针对LFMCW体制雷达提出的。LFMCW雷达回波与发射信号混频输出的 中频差拍信号频率与距离成正比关系，中频差拍信号的频率f为B/T.T=B.T.2R/C
其中，B为扫频带宽，T为调制周期，c为光速，R为目标到雷达天线的距离，τ为雷达 回波信号相对于发射信号的时延。其原理框图如图1所示，两阶带阻滤波器可用LC网络来实现。带阻滤波器的中心 频率为雷达系统接收机的中频频率，3dB带宽可根据雷达发射信号的调频斜率和作用距离 来确定，一般为最大作用距离的三分之一所对应的带宽的2倍。假设雷达接收机中频频率IF=20MHz，雷达发射信号的调频斜率为15MHz/lmS，雷 达的最大作用距离为30Km，即三分之一最大作用距离对应的带宽为1MHz，那么带阻滤波器 中心频率Ftl=ZOMHzddB带宽为2MHz，输入、输出阻抗为50 Ω。其差拍信号幅频特性如图2 所示。在实践中，电路原理图如图3所示，包括电容Cl、C2、C3和C4，以及电感Li、L2和 L3，其中，电感L3作为级联电感；电容C1、C3和电感Ll作为作为一阶带阻滤波器，电容C2、 C4和电感L2连接作为二阶带阻滤波器，电感L3连接在两阶带阻滤波器之间。其电路形式 简单，实施方便。电容Cl采用稳定性高，温度范围宽，容值27P士0. 2多层陶瓷电容；电感Ll采用高 Q值，高稳定性，电感量为2. 3uH士 0. 2。电容C2采用稳定性高，温度范围宽，容值27P士0. 2多层陶瓷电容；电感L2采用高 Q值，高稳定性，电感量为2. 3uH士 0. 2。电感L3采用电感量为390nH绕线电感。电容C3、电容C4分别作为电路输入输出匹配用，容值都为220P。由于各个厂家元器件精度的差异，导致调试结果中心频率或3dB带宽可能会有微 小的差异，可对电容Cl、电容C2、电感Li、电感L2值进行微调，使其满足相应指标要求。经测试表明，结果如表1所示 表1 目标距离(Em)差拍频率_幅度(dBm)IOIm21MHz-3. 3dBm51 20, 5MHz-IBdBm2. BKm20.25MHz-27. 5dBm1.25Em20.1251Hz-38.BdBm0.625Km20.0625MHz-49.6dBm
由上表可以看出目标距离在IOKm内，目标回波信号幅度衰减约46dB，且每倍频程衰减 约12dB，满足其设计要求。
权利要求
一种线性调频连续波雷达灵敏度频率控制方法，其特征在于，该方法在接收机中频采用两阶带阻滤波器，用于模拟目标回波衰减特性，在近距离时使接收机的灵敏度降低，以防止近程杂波使接收机发生饱和；在远距离时使接收机保持原来的增益和灵敏度，以保证小目标的获取和辨别；所述的两阶带阻滤波器用LC网络来实现，带阻滤波器的中心频率为雷达系统接收机的中频频率，3dB带宽根据雷达发射信号的调频斜率和作用距离来确定，为最大作用距离的三分之一所对应的3dB带宽的2倍。
2.如权利要求1所述的线性调频连续波雷达灵敏度频率控制方法，其特征在于，所述 的LC网络由电容Cl、C2、C3和C4，以及电感Li、L2和L3组成。
全文摘要
本发明公开了一种线性调频连续波雷达灵敏度频率控制方法，该方法在接收机中频采用两阶带阻滤波器，用于模拟目标回波衰减特性，在近距离时使接收机的灵敏度降低，以防止近程杂波使接收机发生饱和；在远距离时使接收机保持原来的增益和灵敏度，以保证小目标的获取和辨别；两阶带阻滤波器用LC网络来实现，带阻滤波器的中心频率为雷达系统接收机的中频频率，3dB带宽根据雷达发射信号的调频斜率和作用距离来确定，为最大作用距离的三分之一所对应的3dB带宽的2倍。电路形式简单，实施方便，经测试表明，目标距离在10Km内，目标回波信号幅度衰减约46dB，且每倍频程衰减约12dB。
文档编号G01S7/41GK101950015SQ201010504178
公开日2011年1月19日 申请日期2010年10月12日 优先权日2010年10月12日
发明者杨永峰 申请人:西安天伟电子系统工程有限公司