使用數(shù)字雷達(dá)接收機(jī)的雷達(dá)脈沖檢測的制作方法
【專利摘要】本文公開一種用于使用數(shù)字雷達(dá)接收機(jī)的雷達(dá)脈沖檢測的系統(tǒng)、方法和設(shè)備。在電子戰(zhàn)（EW）中，雷達(dá)在具有高度密集電子波形的環(huán)境中工作。其結(jié)果是，雷達(dá)可以每秒接收上千或上百萬雷達(dá)脈沖。在電子戰(zhàn)中，檢測并整理從不同雷達(dá)發(fā)射的雷達(dá)脈沖是具有挑戰(zhàn)性的問題。本公開內(nèi)容教導(dǎo)了一種雷達(dá)脈沖檢測系統(tǒng)，其利用數(shù)字信道化和聯(lián)合信道檢測技術(shù)來檢測并分離從不同的雷達(dá)發(fā)射機(jī)發(fā)送的雷達(dá)脈沖。本發(fā)明的主要特點(diǎn)是：1）數(shù)字信道化技術(shù)，其從雷達(dá)脈沖的混合信號(hào)分離雷達(dá)脈沖；2）多信道檢測技術(shù)，其檢測雷達(dá)脈沖；以及3）分離重疊的雷達(dá)脈沖的新技術(shù)。
【專利說明】使用數(shù)字雷達(dá)接收機(jī)的雷達(dá)脈沖檢測
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開內(nèi)容涉及雷達(dá)脈沖檢測，更具體的，涉及使用數(shù)字雷達(dá)接收機(jī)的雷達(dá)脈沖檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]本公開內(nèi)容涉及用于使用數(shù)字雷達(dá)接收機(jī)的雷達(dá)脈沖檢測的系統(tǒng)、方法和設(shè)備。更具體的，所公開的方法包括輸入至少一個(gè)雷達(dá)信號(hào)到混頻器。該方法進(jìn)一步包括將至少一個(gè)雷達(dá)信號(hào)與混頻信號(hào)混頻以將至少一個(gè)雷達(dá)信號(hào)下變頻。而且，該方法包括施加抗混疊濾波到從混頻器輸出的至少一個(gè)下變頻的信號(hào)。此外，該方法包括輸入至少一個(gè)濾波后的信號(hào)到模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器以將至少一個(gè)濾波后的信號(hào)從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。此夕卜，該方法包括施加數(shù)字信道化到從A/D轉(zhuǎn)換器輸出的至少一個(gè)數(shù)字信號(hào)以將至少一個(gè)數(shù)字信號(hào)分類到不同的頻帶中。此外，該方法包括施加雷達(dá)脈沖檢測到至少一個(gè)分類后的數(shù)字信號(hào)以從噪聲中檢測雷達(dá)脈沖。另外，該方法包括施加參數(shù)估計(jì)到檢測的雷達(dá)脈沖以估計(jì)檢測的雷達(dá)脈沖的參數(shù)。
[0003]在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括通過至少一個(gè)天線接收至少一個(gè)雷達(dá)信號(hào)。在至少一個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)雷達(dá)信號(hào)是無線電頻率或射頻(RF)信號(hào)。在一些實(shí)施例中，混頻信號(hào)是正弦信號(hào)。
[0004]在至少一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括用頻率發(fā)生器產(chǎn)生混頻信號(hào)。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)雷達(dá)信號(hào)下變頻到中頻(IF)。在一些實(shí)施例中，至少一個(gè)數(shù)字信號(hào)被分到的不同頻帶是相鄰的頻帶。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中，雷達(dá)脈沖檢測通過分離在不同的信道出現(xiàn)的、在相鄰的信道中重疊的并且在時(shí)間上重疊的雷達(dá)脈沖來檢測雷達(dá)脈沖。在至少一個(gè)實(shí)施例中，估計(jì)的參數(shù)是能量、頻率、振幅、脈沖寬度和/或脈沖重復(fù)率(PRF)。在一些實(shí)施例中，估計(jì)的參數(shù)提供雷達(dá)源表征和/或目標(biāo)參數(shù)表征。
[0005]在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中，用于使用數(shù)字雷達(dá)接收機(jī)的雷達(dá)脈沖檢測的系統(tǒng)包括混頻器、抗混疊濾波器、模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信道器、雷達(dá)脈沖檢測器和參數(shù)估計(jì)器。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中，混頻器用于混頻至少一個(gè)雷達(dá)信號(hào)以將至少一個(gè)雷達(dá)信號(hào)下變頻。而且，抗混疊濾波器用于施加抗混疊濾波到從混頻器輸出的至少一個(gè)下變頻的信號(hào)。此外，A/D轉(zhuǎn)換器用于將至少一個(gè)濾波后的信號(hào)從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。此外，數(shù)字信道器用于將數(shù)字信道化應(yīng)用到從A/D轉(zhuǎn)換器輸出的至少一個(gè)數(shù)字信號(hào)以將至少一個(gè)數(shù)字信號(hào)分類到不同的頻帶中。另外，雷達(dá)脈沖檢測器用于為至少一個(gè)分類后的信號(hào)從噪聲中檢測雷達(dá)脈沖。此外，參數(shù)估計(jì)器用于估計(jì)檢測的雷達(dá)脈沖的參數(shù)。
[0006]在至少一個(gè)實(shí)施例中，該系統(tǒng)還包括至少一個(gè)天線,其中至少一個(gè)天線用于接收至少一個(gè)雷達(dá)信號(hào)。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)雷達(dá)信號(hào)是無線電頻率(RF)信號(hào)。在至少一個(gè)實(shí)施例中，混頻信號(hào)是正弦信號(hào)。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)還包括頻率發(fā)生器，其中該頻率發(fā)生器用于產(chǎn)生混頻信號(hào)。在一些實(shí)施例中，將至少一個(gè)雷達(dá)信號(hào)下變頻到中頻(IF)。[0007]在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)數(shù)字信號(hào)被分類到的不同頻帶是相鄰頻帶。在一些實(shí)施例中，雷達(dá)脈沖檢測通過分離出現(xiàn)在不同的信道的、在相鄰信道重疊的并且在時(shí)間上重疊的雷達(dá)脈沖來檢測雷達(dá)脈沖。在至少一個(gè)實(shí)施例中，估計(jì)的參數(shù)是能量、頻率、振幅、脈沖寬度和/或脈沖重復(fù)頻率(PRF)。在一些實(shí)施例中，估計(jì)的參數(shù)提供雷達(dá)源表征和/或目標(biāo)參數(shù)表征。
[0008]本發(fā)明的特征、功能和優(yōu)點(diǎn)可在本發(fā)明的各種實(shí)施例中獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)，或可以在其它實(shí)施例中組合實(shí)現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)參照下面的描述、所附權(quán)利要求和附圖會(huì)更好的理解，其中附圖:
[0010]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的數(shù)字雷達(dá)接收機(jī)的系統(tǒng)框圖。
[0011]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的針對(duì)圖1的數(shù)字式雷達(dá)接收機(jī)的操作的過程流程圖。
[0012]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的基于多相濾波器組的信道化的系統(tǒng)框圖。
[0013]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的多信道脈沖檢測過程的系統(tǒng)框圖。
[0014]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的圖4的信號(hào)包絡(luò)估計(jì)的功能塊的塊圖。
[0015]圖6A示出根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的示例性類型I重疊脈沖。
[0016]圖6B示出根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的示例性類型II重疊脈沖。
[0017]圖7示出根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的脈沖分離過程的塊圖。
[0018]圖8描述根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的圖6A的類型I重疊脈沖的分離。
[0019]圖9描述根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的圖6B的類型II重疊脈沖的分離。
[0020]圖10示出根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的示例性組合信號(hào)，其包含5個(gè)雷達(dá)信號(hào)，并具15dB的信噪比。
[0021]圖11示出根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的在數(shù)字信道化后圖10的示例性組合信號(hào)的5個(gè)信道。
[0022]圖12示出根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的對(duì)圖11的5個(gè)信道的多信道檢測的結(jié)
果O
[0023]圖13示出根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的在圖11的5個(gè)信道上實(shí)現(xiàn)的平均檢測率。
[0024]圖14示出根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的重疊脈沖的分離的示例。
【具體實(shí)施方式】
[0025]本文公開的方法和設(shè)備提供用于雷達(dá)脈沖檢測的可操作系統(tǒng)。具體來說，該系統(tǒng)涉及使用數(shù)字化雷達(dá)接收機(jī)的雷達(dá)脈沖檢測。
[0026]在電子戰(zhàn)(EW)中，雷達(dá)工作在具有高度密集電子波形的環(huán)境中。其結(jié)果是，雷達(dá)可以每秒接收上千或上百萬雷達(dá)脈沖。在電子戰(zhàn)中，檢測并整理從不同的雷達(dá)發(fā)出的雷達(dá)脈沖是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問題。本公開內(nèi)容教導(dǎo)一種雷達(dá)脈沖檢測系統(tǒng)，其利用數(shù)字信道化和聯(lián)合信道檢測技術(shù)來檢測并分離從不同的雷達(dá)發(fā)射機(jī)發(fā)送的雷達(dá)脈沖。本公開內(nèi)容的主要特征是:1)從雷達(dá)脈沖的混合體中分離雷達(dá)脈沖的數(shù)字信道化技術(shù)；2)用于檢測雷達(dá)脈沖的多信道檢測技術(shù)；以及3)用于分離重疊的雷達(dá)脈沖的新技術(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所公開的雷達(dá)脈沖檢測系統(tǒng)在高噪聲環(huán)境中有效地檢測并分離雷達(dá)脈沖的混合體。
[0027]目前，在電子戰(zhàn)中，現(xiàn)有的雷達(dá)使用許多不同類型的模擬/光學(xué)接收機(jī)來執(zhí)行不同的功能。然而，這些模擬/光學(xué)接收機(jī)既沒有高效的計(jì)算，也不節(jié)省成本。單個(gè)數(shù)字雷達(dá)接收機(jī)可以用來替代許多類型的這些雷達(dá)接收機(jī)并執(zhí)行多個(gè)雷達(dá)任務(wù)。本發(fā)明的目的是開發(fā)與數(shù)字雷達(dá)接收機(jī)一起使用的先進(jìn)的雷達(dá)脈沖檢測技術(shù)。此外，本發(fā)明提出針對(duì)數(shù)字雷達(dá)接收機(jī)的使用的框架。
[0028]大多數(shù)現(xiàn)有的雷達(dá)接收機(jī)是模擬/光學(xué)接收機(jī)。因此，目前的雷達(dá)脈沖檢測技術(shù)基于模擬/光學(xué)信號(hào)處理技術(shù)，其效率不高，并消耗比數(shù)字計(jì)算技術(shù)多的能量。所公開的脈沖檢測技術(shù)基于數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，其更強(qiáng)大并比現(xiàn)有的模擬/光學(xué)信號(hào)處理技術(shù)消耗少得多的能量。隨著大規(guī)模數(shù)字計(jì)算技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)字接收機(jī)能夠在單個(gè)接收機(jī)單元中執(zhí)行多個(gè)復(fù)雜的功能，并在實(shí)時(shí)計(jì)算中執(zhí)行高度復(fù)雜的算法。使用現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)技術(shù)，數(shù)字接收機(jī)能夠自適應(yīng)地剪裁算法以適應(yīng)不同的應(yīng)用。單個(gè)數(shù)字接收機(jī)能夠在小的單元中提供超級(jí)計(jì)算能力。
[0029]在下面的描述中，闡述了許多細(xì)節(jié)，以便提供對(duì)該系統(tǒng)更透徹的描述。然而，所公開的系統(tǒng)可在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是顯而易見的。在其他實(shí)例中，沒有詳細(xì)描述眾所周知的功能，以免不必要地模糊該系統(tǒng)。
[0030]1.簡介
[0031]在電子戰(zhàn)(EW)中，先進(jìn)的雷達(dá)系統(tǒng)常常不得不使用幾種不同類型的雷達(dá)接收機(jī)來執(zhí)行不同的功能，這使得雷達(dá)系統(tǒng)低效而且成本高。隨著數(shù)字計(jì)算技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)字雷達(dá)接收機(jī)能夠在一個(gè)接收機(jī)單元中執(zhí)行多個(gè)功能。相比于現(xiàn)有的模擬/光學(xué)雷達(dá)接收機(jī)，數(shù)字雷達(dá)接收機(jī)具有許多優(yōu)點(diǎn)，例如實(shí)時(shí)計(jì)算、低功耗、在工作中改變算法/配置、低制造成本以及尺寸緊湊。因此，數(shù)字雷達(dá)接收機(jī)是用于未來電子戰(zhàn)技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)的好候選。在本發(fā)明中，提出一種用于數(shù)字雷達(dá)接收機(jī)的計(jì)算結(jié)構(gòu)。
[0032]在EW應(yīng)用中工作的雷達(dá)通常必須在具有高度密集電子波形的環(huán)境中工作，這意味著雷達(dá)可以每秒接收上千或上百萬的雷達(dá)脈沖。大量雷達(dá)脈沖的混合使得雷達(dá)脈沖檢測和分離成為對(duì)于EW中的雷達(dá)接收機(jī)的非常具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。本文公開了使用數(shù)字雷達(dá)接收機(jī)的雷達(dá)脈沖檢測系統(tǒng)。此外，使用利用多相濾波器組的數(shù)字信道化技術(shù)來分離從不同的雷達(dá)發(fā)射機(jī)發(fā)射的雷達(dá)脈沖。為了從噪聲和雜波中檢測雷達(dá)脈沖，使用多信道檢測技術(shù)，該技術(shù)使用從多個(gè)相鄰信道獲得的信息來檢測雷達(dá)脈沖。此外，使用一種技術(shù)，其利用信號(hào)包絡(luò)的不連續(xù)性來分離時(shí)間上重疊的雷達(dá)脈沖。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所公開的雷達(dá)脈沖檢測系統(tǒng)可在嘈雜的環(huán)境中有效地檢測和分離密集雷達(dá)脈沖。
[0033]2.數(shù)字雷達(dá)接收機(jī)
[0034]使用數(shù)字雷達(dá)接收機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是，其可以用數(shù)字計(jì)算機(jī)的能力處理雷達(dá)數(shù)據(jù)。因此，采用數(shù)字雷達(dá)接收機(jī)使得在單個(gè)接收機(jī)中執(zhí)行多個(gè)復(fù)雜任務(wù)、實(shí)時(shí)處理復(fù)雜的雷達(dá)數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)非常低的功率消耗、并具有尺寸小和重量輕的強(qiáng)大雷達(dá)接收機(jī)成為可能。理想情況下，數(shù)字接收機(jī)可以處理直接從雷達(dá)天線獲得的原始雷達(dá)數(shù)據(jù)。然而，這需要具有非常高的時(shí)鐘速率和非常寬的帶寬的模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器，這利用當(dāng)今的技術(shù)是不可獲得的。更實(shí)際的數(shù)字雷達(dá)接收機(jī)將包括模擬信號(hào)混頻器，以將雷達(dá)信號(hào)下變頻到中頻(IF)范圍。
[0035]圖1示出根據(jù)本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施例的數(shù)字雷達(dá)接收機(jī)100的系統(tǒng)框圖。在該圖中，雷達(dá)系統(tǒng)100包含模擬處理部分102和數(shù)字處理部分105。在模擬處理部分102中，雷達(dá)信號(hào)(即射頻(RF)信號(hào))在天線110處被接收。這些信號(hào)的頻率太高而不能直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并進(jìn)行數(shù)字處理。所以，這些信號(hào)被輸入到混頻器120，其將這些信號(hào)下變頻到中頻范圍。該下頻轉(zhuǎn)換通過將來自天線110的信號(hào)與由頻率發(fā)生器130產(chǎn)生的正弦信號(hào)混頻120 (即相乘)來實(shí)現(xiàn)。所得到的信號(hào)具有表示RF頻率和頻率發(fā)生器130的正弦波之間的和頻與差頻的頻率分量。
[0036]然后，施加抗混疊濾波140到信號(hào)以在輸入信號(hào)到A/D轉(zhuǎn)換器150之前限制信號(hào)的帶寬?？够殳B濾波140衰減和頻分量，并使較低的IF頻率信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換器150。A/D轉(zhuǎn)換器150采樣模擬雷達(dá)信號(hào)以產(chǎn)生數(shù)字雷達(dá)信號(hào)。在數(shù)字處理部分105中，數(shù)字信道化160用于將數(shù)字雷達(dá)信號(hào)分類到不同頻帶中，其中從不同的雷達(dá)發(fā)射機(jī)發(fā)射的雷達(dá)信號(hào)能夠被分離。具體來講，使用數(shù)字信道化160，數(shù)字信號(hào)被分組到多個(gè)相鄰的窄頻帶或信道中。雷達(dá)信號(hào)通常與噪聲和雜波混合。
[0037]雷達(dá)脈沖檢測170用于從在每個(gè)頻率子帶中的嘈雜的雷達(dá)信號(hào)檢測雷達(dá)脈沖。具體的，雷達(dá)脈沖檢測170檢測出現(xiàn)在不同的信道的雷達(dá)脈沖、在相鄰信道重疊的雷達(dá)脈沖和/或在時(shí)間上重疊的雷達(dá)脈沖。最后，雷達(dá)信號(hào)的參數(shù)通過參數(shù)估計(jì)180從檢測到的雷達(dá)脈沖估計(jì)。參數(shù)估計(jì)180估計(jì)脈沖的參數(shù)以提供雷達(dá)源或目標(biāo)參數(shù)190表征。估計(jì)的參數(shù)的類型包括但不限于，能量、頻率、振幅、脈沖寬度和脈沖重復(fù)頻率(PRF)。許多現(xiàn)有技術(shù)可用于技術(shù)上成熟的模擬處理部分。數(shù)字雷達(dá)接收機(jī)的主要挑戰(zhàn)是數(shù)字處理部分。本發(fā)明主要集中在數(shù)字處理部分，特別是數(shù)字信道化和雷達(dá)脈沖檢測。
[0038]圖2示出根據(jù)本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施例用于圖1的數(shù)字雷達(dá)接收機(jī)100的操作的過程流程圖200。在該過程的開始205，多個(gè)雷達(dá)發(fā)射射頻(RF)脈沖。在RF脈沖被發(fā)射之后，天線從發(fā)射的脈沖接收RF能量210。接收到的射頻雷達(dá)信號(hào)與由頻率發(fā)生器產(chǎn)生的正弦信號(hào)混頻220。所得到的信號(hào)具有代表RF頻率和頻率發(fā)生器的正弦信號(hào)之間的和與差的頻率分量。然后，抗混疊濾波器衰減較高(和)頻率，并讓較低(差)的中頻(IF)信號(hào)通過230。然后模數(shù)信號(hào)(A/D)轉(zhuǎn)換器將模擬IF信號(hào)轉(zhuǎn)換成用于數(shù)字處理的數(shù)字信號(hào)240。然后，數(shù)字信道化將中頻信號(hào)分到多個(gè)相鄰的窄頻帶或子帶信道中250。雷達(dá)脈沖檢測分離出現(xiàn)在不同信道的脈沖、在相鄰信道重疊的脈沖和/或在時(shí)間上重疊的脈沖260。然后，參數(shù)估計(jì)產(chǎn)生脈沖參數(shù)估計(jì)以提供雷達(dá)源或目標(biāo)參數(shù)表征270。該過程200為頻率、幅度、脈寬和/或脈沖重復(fù)率(PRF)提供雷達(dá)源或目標(biāo)參數(shù)特性的估計(jì)。
[0039]3.數(shù)字信道化
[0040]因?yàn)椴煌睦走_(dá)信號(hào)使用不同的載波頻率，所以在頻域中，不同的雷達(dá)信號(hào)可以通過將其分類到不同的頻率信道而分離。信道化是在頻域中分離雷達(dá)信號(hào)的技術(shù)。大多數(shù)信道化技術(shù)使用濾波器組來覆蓋目標(biāo)頻譜范圍以將雷達(dá)信號(hào)分離到不同頻帶。使用濾波器組的主要挑戰(zhàn)性問題是跨頻帶交叉信號(hào)(cross-band talk)和實(shí)時(shí)計(jì)算。
[0041]理想的帶通濾波器具有在頻域中的矩形函數(shù)和在時(shí)域中的正弦函數(shù)。這意味著在時(shí)域中，需要具有無限濾波器長度的濾波器，以便實(shí)現(xiàn)理想的帶通濾波器。然而，具有無限濾波器長度的濾波器不允許實(shí)時(shí)計(jì)算，而且是不實(shí)際的。具有有限濾波器長度的帶通濾波器不具有理想的頻率響應(yīng)，并具有過渡頻帶。在具有有限濾波器長度的濾波器組中，相鄰頻帶有重疊的過渡頻帶，這導(dǎo)致跨頻帶會(huì)談。因此，設(shè)計(jì)具有給定濾波器長度、能夠使重疊的過渡頻帶最少，從而使跨頻帶會(huì)談最少的濾波器組是重要的。
[0042]實(shí)時(shí)計(jì)算是數(shù)字雷達(dá)接收機(jī)的一個(gè)重要特征，因?yàn)樵诶走_(dá)中使用的IF頻率是非常高的頻率。這意味著，在AD轉(zhuǎn)換器之后，需要以非常高的采樣速率采樣數(shù)字雷達(dá)信號(hào)。信道化組件不得不每秒處理大量的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。因此，高效計(jì)算的濾波器組對(duì)于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)計(jì)算是重要的。
[0043]在本發(fā)明中，使用多相濾波器組實(shí)現(xiàn)數(shù)字信道化功能。使用多相濾波器組的主要優(yōu)點(diǎn)是其計(jì)算效率。在多相濾波器組中，輸入信號(hào)首先被向下采樣，然后由濾波器組用低得多的采樣速率來濾波。因此，多相濾波器組比傳統(tǒng)濾波器組的計(jì)算要快得多。
[0044]圖3示出具有M個(gè)子帶(即信道)的基于多相濾波器組的數(shù)字信道化300的系統(tǒng)框圖。在該圖中，輸入X (n)310是數(shù)字雷達(dá)信號(hào)，并且信道化的輸出是M個(gè)子帶信號(hào)，Xi (n)，其中i=0，l，...，M-1，320。符號(hào)M丨330是具有因子M的抽取操作；符號(hào)2^340是時(shí)間延遲操作;Ei (z), i=0, I,…，M-1，350是子帶濾波器的濾波器響應(yīng)；并且4 i=0, I,…，M_l，360是子帶濾波器的中心頻率。M點(diǎn)逆數(shù)字傅里葉變換(IDFT)框370表示執(zhí)行M點(diǎn)逆數(shù)字傅里葉變換。低通濾波器380過濾掉由^360執(zhí)行的混頻操作產(chǎn)生的較高頻率項(xiàng)。子帶濾波器由以下等式確定:
[0045]
【權(quán)利要求】
1.一種使用數(shù)字雷達(dá)接收機(jī)(100)的雷達(dá)脈沖檢測的方法，所述方法包括: 輸入(210)至少一個(gè)雷達(dá)信號(hào)到混頻器(120)； 將所述至少一個(gè)雷達(dá)信號(hào)與混頻信號(hào)混頻(220)以下變頻所述至少一個(gè)雷達(dá)信號(hào)；施加(230)抗混疊濾波(140)到從所述混頻器(120)輸出的至少一個(gè)下變頻后的信號(hào)；輸入(240)至少一個(gè)濾波后的信號(hào)到模數(shù)轉(zhuǎn)換器即A/D轉(zhuǎn)換器(150)以將所述至少一個(gè)濾波后的信號(hào)從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)； 施加(250)數(shù)字信道化(160)到從所述A/D轉(zhuǎn)換器(150)輸出的至少一個(gè)數(shù)字信號(hào)，以將所述至少一個(gè)數(shù)字信號(hào)分類到不同的頻帶(320)中； 施加(260)雷達(dá)脈沖檢測(170)到所述至少一個(gè)分類后的數(shù)字信號(hào)以從噪聲檢測雷達(dá)脈沖；以及 施加(270)參數(shù)估計(jì)(180)到檢測到的雷達(dá)脈沖以估計(jì)所述檢測到的雷達(dá)脈沖的參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述至少一個(gè)雷達(dá)信號(hào)被下變頻到中頻即IF。
3.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述至少一個(gè)數(shù)字信號(hào)被分類(250)到其中的不同頻帶是相鄰的頻帶(320)。
4.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述雷達(dá)脈沖檢測(170)通過分離(260)在不同的信道出現(xiàn)的、在相鄰信道重疊的和在時(shí)間上重疊的雷達(dá)脈沖來檢測所述雷達(dá)脈沖。`
5.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所估計(jì)(270)的參數(shù)是能量、頻率、振幅、脈沖寬度和脈沖重復(fù)率即PRF中的至少一個(gè)。
6.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述估計(jì)(270)的參數(shù)提供雷達(dá)源表征和目標(biāo)參數(shù)表征(190)中的至少一個(gè)。
7.一種用于使用數(shù)字雷達(dá)接收機(jī)(100)的雷達(dá)脈沖檢測的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括: 混頻器(120)，其中所述混頻器(120)用于混頻至少一個(gè)雷達(dá)信號(hào)以下變頻所述至少一個(gè)雷達(dá)信號(hào)； 抗混疊濾波器(140)，其中所述抗混疊濾波器(140)用于施加抗混疊濾波到從所述混頻器(120)輸出的至少一個(gè)下變頻后的信號(hào)； 模數(shù)轉(zhuǎn)換器即A/D轉(zhuǎn)換器(150)，其中所述A/D轉(zhuǎn)換器(150)用于將至少一個(gè)濾波后的信號(hào)從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)； 數(shù)字信道化器(160 )，其中所述數(shù)字信道化器(160 )用于施加數(shù)字信道化(300 )到從所述A/D轉(zhuǎn)換器(160)輸出的至少一個(gè)數(shù)字信號(hào)以將所述至少一個(gè)數(shù)字信號(hào)分類到不同頻帶(320)中； 雷達(dá)脈沖檢測器(170)，其中所述雷達(dá)脈沖檢測器(170)用于為至少一個(gè)分類后的信號(hào)從噪聲中檢測雷達(dá)脈沖；以及 參數(shù)估計(jì)器(180)，其中所述參數(shù)估計(jì)器(180)用于估計(jì)檢測到的雷達(dá)脈沖的參數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)還包括至少一個(gè)天線(110)，其中所述至少一個(gè)天線(110 )用于接收所述至少一個(gè)雷達(dá)信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)雷達(dá)信號(hào)是射頻信號(hào)即RF信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7到9中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括頻率發(fā)生器(130)，其中所述頻率發(fā)生器(130)用于產(chǎn)生混頻信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7到10中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)雷達(dá)信號(hào)被下變頻到中頻即IF。
12.根據(jù)權(quán)利要求7到11中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)數(shù)字信號(hào)被分類到其中的不同頻帶(320)是相鄰的頻帶。
13.根據(jù)權(quán)利要求7到12中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述雷達(dá)脈沖檢測器(170)通過分離(260)在不同的信道出現(xiàn)的雷達(dá)脈沖、在相鄰的信道重疊的雷達(dá)脈沖以及在時(shí)間上重疊的雷達(dá)脈沖來檢測所述雷達(dá)脈沖。
14.根據(jù)權(quán)利要求7到13中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所估計(jì)(180)的參數(shù)是能量、頻率、振幅、脈沖寬度和脈沖重復(fù)率即PRF中的至少一個(gè)。
15.根據(jù)權(quán)利要求7到14中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所估計(jì)的參數(shù)提供雷達(dá)源表征和目標(biāo)參數(shù)(190)表征中的至少一個(gè)。
【文檔編號(hào)】G01R23/15GK103718060SQ201280036149
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月21日
【發(fā)明者】Q·姜 申請(qǐng)人:波音公司