本发明专利技术涉及一种同时多频段测距装置及方法，属于汽车测距雷达、雷达高度表、无线电引信领域，包括微波单元、信号处理单元。所述微波单元包括发射链路和接收链路，所述发射链路由发射激励电路、固态功放、发射耦合电路、发射天线组成，所述接收链路包括接收天线、低噪声放大器、接收差频电路，所述接收天线采用宽带共形天线接收目标回波信号，所述低噪声放大器连接接收天线和接收差频电路，对目标回波信号进行放大；所述信号处理单元包括ADC模块、信号处理模块，对多路差频信号进行采样，计算得到测距装置与目标的相对距离。装置与目标的相对距离。装置与目标的相对距离。
【技术实现步骤摘要】
一种同时多频段测距装置及方法
[0001]本专利技术涉及一种同时多频段测距装置及方法，属于汽车测距雷达、雷达高度表、无线电引信领域。
技术介绍
[0002]无线电测距是一种基于电磁波测量距离的技术。无线电测距按照其工作原理可分为三种：脉冲测距、相位测距和频率测距。当前，世界各国使用的测距装置，包括车载测距雷达、高度表、无线电引信等，主要工作在单一频段，正在研究的多频段测距技术通常采用了多个收发通道和TR组件，体积大、成本高，且系统较为复杂。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提出一种同时多频段测距装置及方法。
[0004]本专利技术的技术方案是：
[0005]一种同时多频段测距装置，该装置包括微波单元和信号处理单元，所述微波单元包括发射链路和接收链路，其中发射链路包括发射激励电路、固态功放、发射耦合电路和发射天线；所述接收链路包括接收天线、低噪声放大器、接收微波电路；所述信号处理单元包括ADC模块和信号处理模块；
[0006]发射链路的发射激励电路连接固态功放和信号处理单元的信号处理模块，在信号处理模块控制下，产生射频信号；所述固态功放工作在饱和状态，同时输出基波信号和谐波信号，通过发射天线向空间辐射；所述固态功放连接发射耦合电路，将固态功放的输出信号耦合到接收微波电路；所述发射天线采用宽带共形天线，将固态功放输出的功率信号通过发射天线向空间辐射；
[0007]所述接收天线采用宽带共形天线接收目标回波信号，所述低噪声放大器连接接收天线和接收微波电路，对目标回波信号进行放大；所述接收微波电路连接低噪声放大器、发射耦合电路和信号处理单元，对低噪声放大器放大输出的目标回波信号和发射耦合电路耦合输出的低功率发射信号的基波分量和谐波分量，同时进行多通道滤波、混频处理，输出基波分量和谐波分量对应的多路差频信号；
[0008]所述的功率放大器工作在饱和状态，发射的无线电信号包括基波和谐波，则微波单元同时接收目标回波的基波分量和谐波分量，通过信号处理单元对多个频点回波信号的处理，实现对目标的精确测距；
[0009]发射链路的发射激励电路连接固态功放和信号处理单元的信号处理模块，在信号处理模块控制下，产生射频信号经过固态功放放大输出；所述固态功放工作在饱和状态，同时发射基波信号和谐波信号；所述固态功放输出的功率信号连接发射天线，发射耦合电路将固态功放的输出信号的耦合到接收微波电路；发射天线采用宽带共形天线，波束宽度覆盖预定角度范围，固态功放输出的功率信号通过发射天线向空间辐射；
[0010]所述接收链路的接收天线采用宽带共形天线接收目标回波信号，波束宽度覆盖发射天线的波束覆盖角度范围；低噪声放大器连接接收天线和接收微波电路，对目标回波信号进行放大；低噪声放大器输入端配置了限幅电路，提高低噪声放大器的抗大功率烧毁能力；所述接收微波电路连接低噪声放大器、发射耦合电路和信号处理单元，对低噪声放大器放大输出的目标回波信号和发射耦合电路耦合输出的低功率发射信号的基波信号和谐波信号，同时进行多通道预滤波、混频、滤波处理，输出多路差频信号；
[0011]信号处理单元包括ADC模块、信号处理模块；ADC模块对基波分量和谐波分量的差频信号进行同步采样；信号处理模块根据基波差频、谐波差频的采样信号计算得到距离测量结果。
[0012]一种同时多频段测距方法，包括以下步骤：
[0013]步骤一、将测距装置安装在载体上，开始上电工作；
[0014]步骤二、发射链路的发射激励电路在信号处理模块控制下，产生预定的基波频率的线性调频连续波信号，经过固态功放放大输出，由于固态功放工作在饱和状态，同时产生包含基波信号和高次谐波分量的功率信号；固态功放输出的功率信号通过发射天线向外辐射，同时，发射耦合电路将固态功放的输出信号耦合到接收微波电路；发射天线采用宽带共形天线，波束宽度覆盖预定角度范围；
[0015]步骤三、接收链路的接收天线，采用宽带共形天线接收目标回波信号，波束宽度覆盖发射天线的波束覆盖角度范围；目标回波信号经过接收天线，由低噪声放大器放大后发送给接收微波电路；在低噪声放大器输入端配置限幅电路，用于提高低噪声放大器的抗大功率烧毁能力；接收微波电路连接低噪声放大器、发射耦合电路和信号处理单元，采用多通道接收电路设计，对低噪声放大器放大输出的目标回波信号和发射耦合电路耦合输出的低功率发射信号的基波信号和谐波信号，同时进行预滤波、放大、混频、滤波和信号调理，输出基波差频和谐波差频信号；
[0016]步骤四、信号处理单元的ADC模块对基波差频、谐波差频信号进行同步采样；信号处理模块对基波差频、谐波差频分别进行FFT、求模、信号检测、高度计算、高度校正和高度搜索跟踪处理，最终得到基于基波差频和谐波差频信号的测距结果；信号处理模块控制发射链路的发射激励电路，输出预定的射频信号；
[0017]步骤五、信号处理模块根据设定场景选择融合测距方式；在测距距离大于设定值时，选择基波差频测距，测距距离小于设定值，选择基波测距和谐波测距结果融合处理结果。
[0018]为提高测距装置的抗干扰能力，同时辐射基波和高次谐波信号，并同时接收和处理基波和高次谐波回波信号。
[0019]有益效果
[0020](1)本专利技术涉及一种同时多频段测距装置及方法，属于汽车测距雷达、雷达高度表、无线电引信领域，包括微波单元、信号处理单元。所述微波单元包括发射链路和接收链路，所述发射链路由发射激励电路、固态功放、发射耦合电路、发射天线组成，所述发射链路的发射激励电路连接固态功放和信号处理单元的信号处理模块，在信号处理模块控制下，产生射频信号，所述固态功放工作在饱和状态，同时输出基波分量和谐波分量，通过发射天线向空间辐射；所述固态功放连接发射耦合电路，将固态功放的输出信号的预定功率部分
耦合到接收差频电路；所述发射天线采用宽带共形天线，将固态功放输出的功率信号通过发射天线向空间辐射。所述接收链路包括接收天线、低噪声放大器、接收差频电路，所述接收天线采用宽带共形天线接收目标回波信号，所述低噪声放大器连接接收天线和接收差频电路，对目标回波信号进行放大；所述接收差频电路连接低噪声放大器、发射耦合电路和信号处理单元，采用多通道接收电路设计，对低噪声放大器放大输出的目标回波信号和发射耦合电路耦合输出的低功率发射信号的基波分量和谐波分量，同时进行多通道滤波、混频处理，输出基波分量和谐波分量对应的多路差频信号。所述信号处理单元包括ADC模块、信号处理模块，对多路差频信号进行采样，计算得到测距装置与目标的相对距离。
[0021](2)本专利技术利用固态功放工作在饱和状态，同时辐射基波和谐波，通过接收处理目标回波中的基波分量和谐波分量，实现高、低频率多个频点同时探测目标，并利用多频段信号同时探测和信息融合，提高测距装置的抗干扰能力，具有体积小、重量轻、功耗低、成本可控、工程实现容易等特点，以及良好的工程应用价值。一种同时多频段测距技术，通过发射无线电信号，并接收目标的回波信号，完本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种同时多频段测距装置，其特征在于：该装置包括微波单元和信号处理单元，所述微波单元包括发射链路和接收链路，发射链路包括发射激励电路、固态功放、发射耦合电路和发射天线；接收链路包括接收天线、低噪声放大器、接收微波电路；所述信号处理单元包括ADC模块和信号处理模块；所述的发射激励电路连接固态功放，产生射频信号；所述固态功放工作在饱和状态，同时输出基波信号和谐波信号，通过发射天线向空间辐射；所述固态功放连接发射耦合电路，将固态功放的输出信号耦合到接收微波电路；所述接收天线用于接收目标回波信号，所述低噪声放大器连接接收天线和接收微波电路，对目标回波信号进行放大；所述接收微波电路连接低噪声放大器、发射耦合电路和信号处理单元，对低噪声放大器放大输出的目标回波信号和发射耦合电路耦合输出的低功率发射信号的基波分量和谐波分量，同时进行多通道滤波、混频处理，输出基波分量和谐波分量对应的多路差频信号；所述ADC模块对基波分量和谐波分量的差频信号进行同步采样；信号处理模块根据基波差频、谐波差频的采样信号得到距离测量结果。2.根据权利要求1所述的一种同时多频段测距装置，其特征在于：所述发射天线采用宽带共形天线，波束宽度覆盖预定角度范围，将固态功放输出的功率信号通过发射天线向空间辐射。3.根据权利要求1所述的一种同时多频段测距装置，其特征在于：所述接收天线采用宽带共形天线接收目标回波信号，波束宽度覆盖发射天线的波束覆盖角度范围。4.根据权利要求1所述的一种同时多频段测距装置，其特征在于：所述的固态功放工作在饱和状态，发射的无线电信号包括基波和谐波，则微波单元同时接收目标回波的基波分量和谐波分量，通过信号处理单元对多个频点回波信号的处理，实现对目标的精确测距。5.一种同时多频段测距方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、将权利要求1<...
【专利技术属性】
技术研发人员：张文馨，张卫杰，
申请(专利权)人：张卫杰，
类型：发明
国别省市：
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