一种波形分集阵列雷达发射信号的发射模块制造技术

本发明专利技术提供的一种波形分集阵列雷达发射信号的发射模块，首先当FPGA检测到外部时钟信号的上升沿到来时，产生雷达导前信号用于标志整个雷达硬件系统工作起始状态，其次通过获取不同雷达工作模式下的量化的复数基带信号和复数权值来对基带信号进行处理；之后产生雷达不同模式下的频率偏移量信号，并对其进行数据选择后对处理后的基带信号进行变频处理，得到当前雷达工作模式下中频发射信号；最后判断雷达发射脉冲PRF的下降沿是否到来，如果到来则将该雷达工作模式下产生的中频发射信号发射出去。本发明专利技术不但可以实现传统的相控阵和MIMO雷达体制，还实现FDA和EPC

【技术实现步骤摘要】
一种波形分集阵列雷达发射信号的发射模块


[0001]本专利技术属于雷达信号处理
，具体涉及一种波形分集阵列雷达发射信号的发射模块。

技术介绍

[0002]随着电子信息技术的不断发展，雷达干扰方法与抗干扰算法之间的斗争日趋激烈和复杂。其中，假目标产生器通过截取并转发雷达发射信号，诱导雷达系统把虚拟假目标当成真实目标处理，严重阻碍了雷达系统对干扰鉴别的能力，使得雷达对真实目标的参数估计与跟踪性能恶化。因此在新体制雷达体制下，通过改变发射信号的形式，下挖掘目标与干扰的脉冲信息成为抗主瓣欺骗式干扰的一种有效方法。
[0003]常常基于大规模可编程逻辑阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实现单一的雷达发射信号，进行目标的参数估计、抗干扰处理以及杂波抑制。然而雷达发射信号在传输过程中会因为外部环境干扰，外部环境的不同变化对单一的雷达发射信号存在不同的干扰，使得效果不佳。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种波形分集阵列雷达发射信号的发射模块。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0005]本专利技术提供的一种波形分集阵列雷达发射信号的发射模块，应用于PPGA，包括：
[0006]基带信号处理模块，用于获取不同雷达工作模式下的量化后的复数基带信号、该基带信号对应的量化后的复数权值以及该基带信号的复数频率偏移量，对基带信号进行处理；
[0007]变频产生模块，用于产生基带信号的多个复数频率偏移量，并在多个复数频率偏移量中选择当前时刻基带信号对应的复数频率偏移量；
[0008]变频处理模块，用于根据基带信号对应的复数频率偏移量，对处理后的基带信号进行变频处理，得到当前时刻的中频发射信号；
[0009]时钟模块，用于为PPGA提供外部时钟信号；
[0010]波形产生时序控制模块，用于外部时钟信号的上升沿到来时，产生标志整个雷达硬件系统工作起始状态标志位的雷达导前信号，以使雷达硬件系统处于工作选择状态；
[0011]波形产生时序控制模块，用于当接收到工作选择信号时，判断雷达导前信号的下降沿是否到来，如果到来则将该雷达工作模式下的当前时刻的中频发射信号发射出去。
[0012]其中，不同雷达工作模式下的发射信号为雷达工作在MIMO模式下的第一中频发射信号、雷达工作在相控阵模式下的第二中频发射信号、雷达工作在FDA
‑
MIMO模式下的第三中频发射信号以及雷达工作在在EPC
‑
MIMO模式下的第四中频发射信号。
[0013]其中，中频载频为f0下MIMO雷达的第m(m＝1,2,
…
,M)阵元的第一中频发射信号可表示为：
[0014]p
MIMO,m
(t)＝s
m
(t)exp{j2πf0t},m＝1,2,
…
,M第二中频发射信号表示为：
[0015][0016]其中，式中第一项为线性调频信号基带波形，第三项为相控阵雷达的发射方向权值a(θ)，通过调节θ来改变雷达波束指向，f0为中频载频；带宽为B，脉冲宽度为T
p
，射频载频为f
s
；
[0017]第三中频发射信号表示为：
[0018][0019]其中，s
m
(t)为第m个发射阵元基带正交波形，E为发射信号总能量,f
m
为第m个发射阵元的载频，可表示为f
m
＝f0+(m
‑
1)Δf，m＝1,2,
…
,M；
[0020]第四中频发射信号表示为：
[0021][0022]其中，γ表示编码系数，第五项为EPC
‑
MIMO脉冲编码矢量c
m,k
M个发射阵元，各阵元按间距为d的一维线阵排列，当各发射通道的基带信号s
m
(t)，l和m表示相应的发射阵元。
[0023]其中，复数频率偏移量存在输出频率、初始相位与时钟频率之间的变化关系：
[0024][0025][0026]其中，f
clk_in
为DDS输入时钟频率，C为输通道数，N为输出相位的位宽，Δθ为相位精度。
[0027]其中，量化后的复数基带信号如下步骤获得：
[0028]获取中频载波下雷达的各个阵元在不同工作下的基带信号；
[0029]将基带信号进行I倍插值以及低通滤波，得到量化后的复数基带信号。
[0030]其中，量化后的权值通过如下步骤获得：
[0031]获取中频载波下雷达的各个阵元在不同工作下基带信号的权值；
[0032]将基带信号的权值进行量化处理，得到量化后的权值。
[0033]可选的，变频处理模块，进一步用于将中频发射信号分配至DAC。
[0034]本专利技术提供的一种波形分集阵列雷达发射信号的发射模块，首先当FPGA检测到外部时钟信号的上升沿到来时，产生雷达导前信号用于标志整个雷达硬件系统工作起始状态，其次通过获取不同雷达工作模式下的量化的复数基带信号和复数权值来对基带信号进行处理；之后产生雷达不同模式下的频率偏移量信号，并对其进行数据选择后对处理后的基带信号进行变频处理，得到当前雷达工作模式下中频发射信号；最后判断雷达发射脉冲PRF的下降沿是否到来，如果到来则将该雷达工作模式下产生的中频发射信号发射出去。本专利技术不但可以实现传统的相控阵和MIMO雷达体制，还实现FDA和EPC
‑
MIMO这两种波形分集新体制，从而提高雷达系统发射信号的多样性。
[0035]以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0036]图1是本专利技术实施例提供的本专利技术提供的一种波形分集阵列雷达发射信号的发射模块的示意图；
[0037]图2是本专利技术实施例提供的FPGA内部结构示意图；
[0038]图3是本专利技术实施例提供的发射模块具体数据处理框图；
[0039]图4是本专利技术实施例提供的波形分集阵列雷达发射信号时序图；
[0040]图5是本专利技术实施例提供的相控阵6
°
发射权值基带信号处理结果图；
[0041]图6是本专利技术实施例提供的EPC
‑
MIMO第5和第6个发射脉冲编码基带信号实部处理结果；
[0042]图7是本专利技术实施例提供的MATLAB发射通道基带信号处理过程示意图；
[0043]图8a是本专利技术实施例提供的FPGA中DDS前四通道频偏数据仿真示意图；
[0044]图8b是本专利技术实施例提供的FPGA中DDS频偏数据有效性验证示意图；
[0045]图9是本专利技术实施例提供的相控阵6
°
权值变频处理结果；
[0046]图10是本专利技术实施例提供的FDA在频率步进Δf＝40KHz下的变频处理结果图；
[0047本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种波形分集阵列雷达发射信号的发射模块，应用于PPGA，其特征在于，包括：基带信号处理模块，用于获取不同雷达工作模式下的量化后的复数基带信号、该基带信号对应的量化后的复数权值以及该基带信号的复数频率偏移量，对所述基带信号进行处理；变频产生模块，用于产生基带信号的多个复数频率偏移量，并在多个复数频率偏移量中选择当前时刻基带信号对应的复数频率偏移量；变频处理模块，用于根据基带信号对应的复数频率偏移量，对处理后的基带信号进行变频处理，得到当前时刻的中频发射信号；时钟模块，用于为PPGA提供外部时钟信号；波形产生时序控制模块，用于外部时钟信号的上升沿到来时，产生标志整个雷达硬件系统工作起始状态标志位的雷达导前信号，以使雷达硬件系统处于工作选择状态；波形产生时序控制模块，用于当接收到工作选择信号时，判断雷达导前信号的下降沿是否到来，如果到来则将该雷达工作模式下的当前时刻的中频发射信号发射出去。2.根据权利要求1所述的发射模块，其特征在于，不同雷达工作模式下的发射信号为雷达工作在MIMO模式下的第一中频发射信号、雷达工作在相控阵模式下的第二中频发射信号、雷达工作在FDA
‑
MIMO模式下的第三中频发射信号以及雷达工作在在EPC
‑
MIMO模式下的第四中频发射信号。3.根据权利要求2所述的发射模块，其特征在于，中频载频为f0下MIMO雷达的第m(m＝1,2,
…
,M)阵元的第一中频发射信号可表示为：p
MIMO,m
(t)＝s
m
(t)exp{j2πf0t},m＝1,2,
…
,M；第二中频发射信号表示为：其中，式中第一项为线性调频信号基带波形，第...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱圣棋，张育豪，曾操，许京伟，李西敏，兰岚，贺雄鹏，刘永军，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：