專利名稱：電荷耦合器件的雷達信號視頻積累電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種雷達信號處理電路，更確切地說是涉 及一種用電荷耦合器件提高雷達發(fā)射概率，增加雷達作用距離 的電荷耦合器件的雷達信號視頻積累電路方面的發(fā)明。
背景技術(shù)：
早期的脈沖雷達的信號積累主要依靠顯示器余輝特性及雷 達操縱員眼和腦的儲存能力來完成。由于這種積累加入了許多 人為因素，對顯示器的余輝性能也提出了嚴格要求，而且積累 效果也是因人而異。因此、近年來，隨著大規(guī)模集成電路和高 速微處理器的發(fā)展，在改造老雷達，充分發(fā)揮老雷達性能方面 人們提出了許多可行的技術(shù)方案。雷達信號積累能有效地提高 雷達的信噪比，改善雷達的檢測能力，達到增加雷達發(fā)現(xiàn)概率 和探測距離的目的。雷達信號積累分為相干積累和非相干積 累。相干積累是指雷達的發(fā)射和接收載頻有確定的相位關(guān)系， 積累在中頻實現(xiàn)。非相干積累是指雷達的發(fā)射和接收載頻無確 定的相位關(guān)系，積累在檢波后實現(xiàn)。早期的雷達大部分屬于非 相干雷達，因此，對這類雷達進行信號積累應(yīng)在檢波后，屬于 視頻積累。視頻積累較中頻積累簡單易行，在手段上可采用微 處理器及軟件編程，也可以用電荷耦合器件及其電路來實現(xiàn)。
在雷達系統(tǒng)中， 一般使用信噪功率比。設(shè)雷達回波信號的
幅值是& ,噪聲平均值是l,其信噪比是S,Jl。對iV個回波
累積相加，由于信號相關(guān)，理想情況下其電壓值增加iV倍，設(shè) 積累后雷達的輸出信號幅值為5。 ,,即S。w^iVS,"。因此，信號功
率提高了ivM咅。由于噪聲的隨機性，經(jīng)過iv次積累，平均輸出
電壓值是A^,-VX^"，噪聲功率提高了iV倍。則積累后輸出電
壓的信噪比為1 = ^^ = 7^^,因此電壓信噪比改善為
由此可見，上述現(xiàn)有的雷達仍存在有缺陷，而亟待加以改進。
有鑒于上述現(xiàn)有的雷達存在的缺陷，本設(shè)計人基于從事此 類產(chǎn)品設(shè)計制造多年，積有豐富的實務(wù)經(jīng)驗及專業(yè)知識，積極 加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種改進雷達成型結(jié)構(gòu)的電荷殺給器件 的雷達信"f^^貞積累電路，使其更具有竟?fàn)幮?。?jīng)過不斷的研究、 設(shè)計，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實用價值 的本實用新型。

實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的主要技術(shù)問題在于，克服現(xiàn)有的雷 達存在的缺陷，而提供一種改進雷達新型結(jié)構(gòu)的電荷耦合器件 的雷達信號視頻積累電路。
本實用新型解決其主要技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實 現(xiàn)的。依據(jù)本實用新型提出的電荷耦合器件的雷達信號視頻積 累電路，包括轉(zhuǎn)移脈沖產(chǎn)生電路，由石英晶體，集成電路模塊 IC1A、 IC1B、 IC2A、 IC2B、 Idc及C4， C5 ，C6 ，R12, R13組成，其輸 出連接電耦合器件CCD321,用于產(chǎn)生CCD321所需的轉(zhuǎn)移脈沖；
1, — V^iv,力—乂 ， #。信噪功率比提高了w倍。
采樣脈沖形成電路，由TNI21組成，其輸入連接轉(zhuǎn)移脈沖產(chǎn) 生電路，輸出連接緩沖及采樣保持電路，用于產(chǎn)生CCD321和采 樣保持電路的采樣脈沖；
緩沖及采樣保持電路，由集成電路模塊1"、 IC5和保持電 容C1組成，用于接收雷達的視頻檢波信號，隔離雷達視頻檢波 器，并完成對輸A^見頻信號采樣；
加法器，由集成電路模塊IC3B組成，用于完成對輸入采樣信 號和被CCD321延時的、經(jīng)反饋網(wǎng)絡(luò)送來的信號累積相加；
輸出幅度調(diào)整及緩沖電路，由集成電路模塊IC4A及可變電阻 器R6、 Wl組成，用于緩沖和幅度調(diào)整；
輸出緩沖電路由集成電路模塊IC,B所組成，用于與雷達 -觀頻;改大器進4亍隔離；
基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電;f各，由可調(diào)穩(wěn)壓電3各LM117、電阻R8、 R9 、 RIO、 Rll及電容C2，、 C3組成，用于為CCD321提供所需 的基準(zhǔn)電壓；
電荷耦合器件CCD321,用于完成視頻信號的延時，使雷達回 波信號準(zhǔn)確延時一個雷達發(fā)射脈沖周期。
本實用新型解決其技術(shù)問題還可以采用以下技術(shù)措施來進 一步實現(xiàn)。
前所述的可變電阻器R6、 Wl設(shè)置為其值的大小使反饋系數(shù) A小于l。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。 由以上技術(shù)方案可知，本實用新型由于采用上述技術(shù)方案，用 電荷耦合器件實現(xiàn)的雷達視頻信號積累電路成本低廉，精度 高，實現(xiàn)雷達信號積累效果好，可以大大提高雷達發(fā)現(xiàn)概率， 達到增加雷達作用距離的目的。其適合在中高檔雷達或改造老
雷達上使用。使用該積累電路，可使雷達信噪比提高3. 5dB,觀 測距離提高5公里。本實用新型中所采用的各個集成電路模 塊，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)其實現(xiàn)的功能，選取對應(yīng)的集成 電路模塊。
綜上所述，本實用新型在空間型態(tài)上確屬創(chuàng)新，并較現(xiàn)有 產(chǎn)品具有增進的多項功效，且結(jié)構(gòu)簡單，適于實用，具有產(chǎn)業(yè) 的廣泛利用價值。其在技術(shù)發(fā)展空間有限的領(lǐng)域中，不論在結(jié) 構(gòu)上或功能上皆有較大的改進，且在技術(shù)上有較大的進步，并 產(chǎn)生了好用及實用的效果，而確實具有增進的功效，從而更加 適于實用，誠為一新穎、進步、實用的新設(shè)計。
上述說明僅為本實用新型技術(shù)方案特征部份的概述，為使專 業(yè)技術(shù)人員能夠更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段，并可依照說 明書的內(nèi)容予以實施，以下以本實用新型的較佳實施例并配合附 圖詳細說明如后。
本實用新型的具體實施方式
由以下實施例及其附圖詳細給出。


圖l是根據(jù)本實用新型的采用電荷耦合器件實現(xiàn)雷達信號檢 波后的視頻積累電路原理框圖2是根據(jù)本實用新型的采用電荷耦合器件實現(xiàn)雷達信號檢
波后的視頻積累電路組成框圖3是根據(jù)本實用新型的采用電荷耦合器件實現(xiàn)雷達信號 檢波后的視頻積累電路的具體實施例圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本實用新型提出的其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如后。
請參閱圖l所示，本實用新型采用電荷耦合器件實現(xiàn)雷達信 號檢波后的視頻積累。本實用新型的核心電路元件采用電耦合 器件CCD321,電耦合器件CCD321是一種電子可變模擬延遲線， 可完成電信號的延遲和暫存模擬信息、時間相關(guān)和增強信噪 比。它由2個455位的移位寄存器A和B組成，根據(jù)需要，每個移 位寄存器可單獨使用，也可串連構(gòu)成910位移位寄存器。每個移 位寄存器都有自己的信號注入端、信號輸出端以及時鐘和采樣 脈沖輸入端。在本發(fā)明的雷達信號視頻積累電路中，采用電耦 合器件CCD321做精確延時線，其中電耦合器件CCD321的兩個移 位寄存器A和B串聯(lián)使用構(gòu)成910位移位寄存器。將雷達的回波 信號延遲一個雷達發(fā)射脈沖周期，與未經(jīng)延遲的回波信號依次 相加，實現(xiàn)信號的積累。雷達^L頻信號經(jīng)910位移位寄存器后應(yīng)
延時一Aif達發(fā)射脈沖周期^。因此，移位時鐘和采樣脈沖頻 率為7 ^ 。在雷達發(fā)射脈沖頻率300A,發(fā)射脈沖寬度10戸
條件下，加在電荷耦合器件上的移位時鐘和采樣脈沖頻率為 / = 910X300 = 273^Z ，在發(fā)射脈沖寬度內(nèi)采樣次數(shù)
"=10"0 273><103 =2.73 。因此，在這個采樣頻率下采樣存儲信
號滿足奈奎斯特采樣定理?？梢詽M足信號復(fù)原精度。
參閱圖2該視頻積累電路主要包括下述元件轉(zhuǎn)移脈沖產(chǎn) 生電路，主要由石英晶體和集成電路模塊組成，其輸出連接電 耦合器件CCD321,用于產(chǎn)生CCD321所需的轉(zhuǎn)移脈沖；采樣脈 沖形成電路，由TNI21組成，其輸入連接轉(zhuǎn)移脈沖產(chǎn)生電路， 輸出連接緩沖及采樣保持電路，用于產(chǎn)生CCD321和采樣保持 電路的釆樣脈沖；緩沖及采樣保持電路，由集成電路模塊和保 持電容組成，用于接收雷達的視頻檢波信號，隔離雷達視頻檢 波器，并完成對輸入視頻信號采樣；加法器，由集成電路模塊 組成，用于完成對輸入采樣信號和被CCD321延時的、經(jīng)反饋網(wǎng) 絡(luò)送來的信號累積相加；輸出幅度調(diào)整及緩沖電路，由集成電 路模塊及可變電阻器組成，用于緩沖和幅度調(diào)整；輸出緩沖電 路，由集成電路模塊所組成，用于與雷達視頻放大器進行隔 離；基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路，由可調(diào)穩(wěn)壓電路和附加的電阻、電容 組成，用于提供CCD321所需的基準(zhǔn)電壓；電荷耦合器件 CCD321，用于完成^L頻信號的延時，^使雷達回波信號準(zhǔn)確延時 一個雷達發(fā)射脈沖周期。
圖3是根據(jù)本實用新型的采用電荷耦合器件實現(xiàn)雷達信號檢 波后的視頻積累電路的具體實施例。圖中所示，該視頻積累電 路主要包括下述元件轉(zhuǎn)移脈沖產(chǎn)生電路，由石英晶體，集成 電路模塊ICu、 IC1B、 IC2A、 IC2B、 Idc及C4， C5 ,C6 ,R12， R13組 成，其輸出連接電耦合器件CCD321,用于產(chǎn)生CCD321所需的轉(zhuǎn) 移脈沖；采樣脈沖形成電路，由TNI21組成，其輸入連接轉(zhuǎn)移脈
沖產(chǎn)生電路，輸出連接緩沖及采樣保持電路，用于產(chǎn)生CCD321 和采樣保持電路的釆樣脈沖；緩沖及采樣保持電路，由集成電 路ICm、 IC5和保持電容C1組成，用于接收雷達的視頻檢波信 號，隔離雷達視頻檢波器，并完成對輸入視頻信號采樣；加法 器，由集成電路IC3B組成，用于完成對輸入采樣信號和被CCD321 延時的、經(jīng)反饋網(wǎng)絡(luò)送來的信號累積相加；輸出幅度調(diào)整及緩 沖電路，由I(^及可變電阻器R6, Wl組成，用于緩沖和幅度調(diào) 整；輸出緩沖電路由IC4B所組成，用于與雷達視頻放大器進 行隔離；基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電^各，由可調(diào)穩(wěn)、壓電路LM117、電阻 R8、 R9 、 RIO、 Rll及電容C2， 、 C3組成，用于提供CCD321 所需的基準(zhǔn)電壓；電荷耦合器件CCD321,用于完成視頻信號的 延時，使雷達回波信號準(zhǔn)確延時一個雷達發(fā)射脈沖周期。圖3中 的視頻檢波信號經(jīng)電壓跟隨器，即集成電路模塊/C3,加到采樣保 持電路。采樣保持電路對輸入的視頻信號進行采樣，使直通信 號與被延時信號幅頻特性一致。經(jīng)集成電路模塊^采樣后的信 號送到加法器，即集成電路/(^的一個輸入端。加法器的輸出分 為兩路 一路送入CCD321輸入端(3腳)進行延時，經(jīng)910位延 時后，從第15腳輸出，再經(jīng)^和A分壓后送入電壓跟隨器，即
集成電路模塊f"。該電壓跟隨器"的輸出將信號反饋到加法 器^8的另一個輸入端，實現(xiàn)延時信號與未延時信號的相加。其 中、^和A是確保反饋系數(shù)A小于1而設(shè)置的。加法器&s的另 一路輸出送到電壓跟隨器，即集成電路模塊/(^。該電壓跟隨器 ^"起隔離作用，其輸出即為視頻積累信號。
其中，石英晶體采用高頻率穩(wěn)定度的、振蕩頻率,。=273^2
的振蕩器。電耦合器件CCD321的第4腳、第12腳、第14腳 的直流電壓要正確。VCC采用+12V電源供電，轉(zhuǎn)移時鐘及采樣 脈沖為TTL電平、波形要規(guī)整、否則采樣時漏電流較大、采樣 "漏鐘"干擾不移消除。
從雷達視頻檢波器輸出、視放輸入端斷開電路，然后分別 接入圖3所示的電路，輸入信號要確保小于l VP-P。
電源電路要加去藕措施，紋波要小。數(shù)字地與模擬地要分 開設(shè)置，否則容易引起相互串?dāng)_。
以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本 實用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實 質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍 屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種電荷耦合器件的雷達信號視頻積累電路，其特征在于包括轉(zhuǎn)移脈沖產(chǎn)生電路，由石英晶體，集成電路模塊IC1A、IC1B、IC2A、IC2B、IC1C及C4，C5，C6，R12，R13組成，其輸出連接電耦合器件CCD321，用于產(chǎn)生CCD321所需的轉(zhuǎn)移脈沖；采樣脈沖形成電路，由TNI21組成，其輸入連接轉(zhuǎn)移脈沖產(chǎn)生電路，輸出連接緩沖及采樣保持電路，用于產(chǎn)生CCD321和采樣保持電路的采樣脈沖；緩沖及采樣保持電路，由集成電路模塊IC3A、IC5和保持電容C1組成，用于接收雷達的視頻檢波信號，隔離雷達視頻檢波器，并完成對輸入視頻信號采樣；加法器，由集成電路模塊IC3B組成，用于完成對輸入采樣信號和被CCD321延時的、經(jīng)反饋網(wǎng)絡(luò)送來的信號累積相加；輸出幅度調(diào)整及緩沖電路，由集成電路模塊IC4A及可變電阻器R6、W1組成，用于緩沖和幅度調(diào)整；輸出緩沖電路由集成電路模塊IC4B所組成，用于與雷達視頻放大器進行隔離；基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路，由可調(diào)穩(wěn)壓電路LM117、電阻R8、R9、R10、R11及電容C2，、C3組成，用于為CCD321提供所需的基準(zhǔn)電壓；電荷耦合器件CCD321，用于完成視頻信號的延時，使雷達回波信號準(zhǔn)確延時一個雷達發(fā)射脈沖周期。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電荷耦合器件的雷達信號視頻積累電 路，其特征在于所述的可變電阻器R6、 Wl設(shè)置為其值的大小使反饋系 凄史A小于1。
專利摘要本實用新型涉及一種電荷耦合器件的雷達信號視頻積累電路，包括緩沖及采樣保持電路、加法器、電荷耦合器件CCD321、轉(zhuǎn)移脈沖產(chǎn)生電路、采樣脈沖形成電路、基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路、輸出幅度調(diào)整及緩沖電路和輸出緩沖電路，其采用電荷耦合器件實現(xiàn)雷達信號檢波后的視頻積累，成本低廉，精度高，實現(xiàn)雷達信號積累效果好，可以大大提高雷達發(fā)現(xiàn)概率，達到增加雷達作用距離的目的。其適合在中高檔雷達或改造老雷達上使用。使用該積累電路，可使雷達信噪比提高3.5dB，觀測距離提高5公里。本實用新型中所采用的各個集成電路模塊，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)其實現(xiàn)的功能，選取對應(yīng)的集成電路模塊。
文檔編號G01S7/28GK201212908SQ20082010899
公開日2009年3月25日 申請日期2008年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月2日
發(fā)明者寇玉民, 飛 趙 申請人:北京聯(lián)合大學(xué)