CN105022033B - 雷达装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种雷达装置及控制方法，该装置包括控制器、发射机、发射天线和接收机，还包括可控衰减器，可控衰减器的第一信号输入端与发射机的信号输出端连接；可控衰减器的第二信号输入端与控制器的第二信号输出端连接；可控衰减器的信号输出端与发射天线的信号输入端连接；接收机的信号输出端与控制器的信号输入端连接；发射机产生探测信号并传输至可控衰减器；可控衰减器根据控制器的控制信号调节向发射天线所发送探测信号的功率；控制器根据接收机接收的回波信号确定干扰信号，并根据干扰信号调整发射机的探测信号。本发明可以防止同一区域内雷达装置之间发生相互干扰，提高探测性能。

Description

雷达装置及控制方法

技术领域

本发明涉及雷达检测技术领域，尤其涉及一种雷达装置及控制方法。

背景技术

与其他主动传感器相比较，雷达具有全天候、探测距离远等优点，因此在主动检测领域得到广泛的应用。在一个区域内雷达密度越来越大，当两个或者多个雷达的频带，或者调制方式相同或相近时，会引起该两个或者多个雷达相互干扰，从而引起以下问题：一方面，如果干扰过多，会增加雷达的信号处理器的负担，极端情况下，引起雷达不工作；另一方面，雷达干扰会遮蔽目标，影响到该雷达的探测性能，甚至可能会错检或者漏检目标。

发明内容

本发明的其中一个目的在于提供一种雷达装置及控制方法，以解决同一个区域中雷达装置信号相互干扰的技术问题。

第一方面，本发明提供了一种雷达装置，包括控制器、发射机、发射天线和接收机，还包括可控衰减器，所述可控衰减器的第一信号输入端与所述发射机的信号输出端连接；所述可控衰减器的第二信号输入端与所述控制器的第二信号输出端连接；所述可控衰减器的信号输出端与所述发射天线的信号输入端连接；所述接收机的信号输出端与所述控制器的信号输入端连接；

所述发射机根据所述控制器的控制信号产生探测信号并传输至所述可控衰减器；所述可控衰减器根据所述控制器的控制信号调节向所述发射天线所发送探测信号的发射功率；所述控制器根据所述接收机接收的回波信号确定干扰信号，并根据所述干扰信号调整所述发射机的探测信号。

第二方面，本发明实施例还提供了一种雷达装置控制方法，用于上述的雷达装置中，包括：

发射机根据控制器的控制信号产生探测信号并传输至可控衰减器；

所述可控衰减器根据所述控制器的控制信号调节向所述发射天线所发送探测信号的发射功率；

所述控制器根据所述接收机接收的回波信号确定干扰信号，并根据干扰信号调整所述发射机的探测信号。

可选地，所述调整所述发射机的探测信号的步骤包括：

改变发射机所产生探测信号的频带或调制方式。

可选地，所述根据所述接收机接收的回波信号确定干扰信号的步骤包括：

降低向所述发射天线所发送探测信号的发射功率；

处理接收到的回波信号并分析是否有干扰信号。

可选地，所述分析是否有干扰信号的步骤包括：

获取接收机接收到的回波信号的噪声功率，若预设时间段内所述噪声功率大于噪声功率预设值，则所述回波信号中存在干扰信号。

本发明实施例提供的雷达装置，通过控制器控制可控衰减器产生不同的衰减对发射机发射的探测信号进行衰减，使雷达装置分别工作在正常工作状态与干扰检测工作状态。在干扰检测工作状态，控制器根据接收机接收的回波信号确定干扰信号，根据干扰信号调整发射机的探测信号。通过调整该探测信号可以避免同一区域内不同雷达装置之间的干扰，从而降低干扰对雷达装置正常工作的影响，提高雷达装置的探测性能。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1是本发明实施例提供的一种雷达装置结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种雷达装置结构示意图；

图3是本发明实施例提供的又一种雷达装置结构示意图。

图4是本发明实施例提供的一种雷达装置控制时序示意图；

图5是本发明实施例提供的一种雷达装置的控制方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例一

本发明实施例提供了一种雷达装置，如图1所示，包括控制器110、发射机120、发射天线150和接收机100，还包括可控衰减器140，可控衰减器140的第一信号输入端与发射机120的信号输出端连接；可控衰减器140的第二信号输入端与控制器110的第二信号输出端连接；可控衰减器140的信号输出端与发射天线150的信号输入端连接；接收机100的信号输出端与控制器110的信号输入端连接；

发射机120根据控制器110的控制信号产生探测信号并传输至可控衰减器140；可控衰减器140根据控制器110的控制信号调节向发射天线150所发送探测信号的发射功率；控制器110根据接收机100接收的回波信号确定干扰信号，并根据干扰信号调整发射机120的探测信号。

可理解的是，可控衰减器包括两种工作状态：正常工作状态和干扰检测工作状态。其中，正常工作状态时，可控衰减器此时对探测信号产生的衰减比较小，理想状态下，探测信号可以无衰减的通过发射天线发射出去；干扰检测工作状态时，可控衰减器此时对探测信号产生的衰减比较大，理想状态下，探测信号不能通过该可控衰减器。实际应用中，可控衰减器对探测信号进行衰减，只要发射出去的探测信号的发射功率足够小，使该雷达装置不能探测目标，并且不影响同一区域的其他雷达装置即可。另外，本发明实施例提供的可控衰减器可以产生不同的衰减，发射天线发出的探测信号能够覆盖不同的范围，本领域技术人员可以根据具体情况进行设定。

本发明实施例提供的雷达装置，通过控制器控制可控衰减器产生不同的衰减对发射机发射的探测信号进行衰减，从而调节到达发射天线的探测信号的发射功率。控制器根据接收机接收的回波信号确定干扰信号，根据干扰信号调整发射机的探测信号。通过调整该探测信号可以避免同一区域内不同雷达装置之间发生干扰，从而降低干扰对目标探测时的影响，提高雷达装置的探测性能。

实施例二

本发明实施例又提供了一种雷达装置，如图2所示，包括控制器110、发射机120、发射天线150、接收天线105、可控衰减器140，还包括耦合器130和混频器160；

耦合器160的信号输入端与发射机120的信号输出端连接，耦合器130的信号输出端与可控衰减器140的第一信号输入端连接；耦合器130用于将发射机120输出的探测信号耦合至混频器160；

混频器160的第二输入端与接收天线105的信号输出端连接，混频器160的信号输出端与信号调理电路170的信号输入端连接；混频器160用于将来自接收天线105的回波信号与探测信号进行混频得到基带回波信号。

图4示出了本发明实施例提供的一种雷达装置的工作时序示意图，下面结合图4介绍该雷达装置的工作原理。如图4所示，本发明实施例提供的雷达装置包括正常工作状态与干扰检测工作状态。在雷达装置进入正常工作状态时，控制器产生N个时长为CPI(CoherentProcessing Interval，相干处理间隔)的低电平控制信号，该控制信号可以控制可控衰减器产生较小的衰减，使该雷达装置进行正常工作状态，探测目标并估计得到目标的参数。

控制器110发出控制信号，该控制信号控制可控衰减器140产生合适的衰减，使得发射信号能够通过可控衰减器140传送至发射天线150，并由发射天线150辐射出去，所发射的探测信号可以探测到一定范围内的目标，并且遇到目标后反射形成回波信号。

接收天线105接收该回波信号传输至混频器160，耦合器130将发射机120所发射的探测信号耦合一部分作为本地振荡信号，并传输至混频器160。该混频器160将上述部分探测信号与回波信号进行混频。混频器160所输出的基带回波信号的频率可以为探测信号与回波信号的频率之和、频率之差或者频率之和和频率之差的组合。根据雷达装置工作在高频带的特点，可选地，本发明实施例中基带回波信号的频率探测信号与回波信号的频率之差。混频的目的是降低工作在高频带的探测信号的频带，便于后续对回波信号进行处理。混频器160输出的基带回波信号再经过信号调理电路170进行滤波放大，并调整该基带回波信号的带宽传输至控制器110，实现目标检测与参数估计。

控制器110对基带回波信号进行判断，确定接收机所接收的回波信号中是否存在干扰信号。可以理解的是，本发明实施例所指的干扰信号是指与本发明实施例提供的雷达装置所发射的探测信号的频带或者调制方式相同或者相近(频带和调制方式相近时也有可能引起较大的干扰)的回波信号。若没有干扰信号，控制器110无需改变控制信号，从而使发射机采用当前的频带或者调制方式继续发射探测信号。

当接收天线105接收到与探测信号的频带或者调制方式接近的回波信号时，会引起该雷达装置的噪声功率在短时间内突然升高或者出现虚假目标，此时，判断在同一区域内存在可以造成该雷达装置干扰的其他雷达装置。

本发明实施例提供的雷达装置还设置有干扰检测工作状态。如图3所示，为了确定接收机所接收的回波信号是同一区域内其他雷达发射产生的干扰信号还是本雷达装置发射的探测信号被探测物反射后的回波信号。因此，本雷达装置在干扰检测工作状态时，需要控制器110产生一个时长为CPI的高电平控制可控衰减器140产生较大的衰减，使得发射天线150发射探测信号的发射功率较小。此时，该雷达装置无法正常检测目标，并且探测信号也不会影响该雷达装置同一区域中的其他雷达装置。

此时，接收天线105接收回波信号传输至混频器160，耦合器130将发射机120所发射的探测信号耦合至混频器160作为本地振荡信号。该混频器160将回波信号与探测信号进行混频，得到基带回波信号。当该基带回波信号传输至控制器110时，获取基带回波信号的噪声功率，如果噪声功率在设定时间段内大于噪声功率预设值，或者检测到虚假目标，控制器110确认存在干扰信号，即本雷达装置工作频带或者调制方式在当前工作环境中被占用。此时，控制器110调整控制信号，以改变发射机120所发射的探测信号的频带或者调制方式。然后，雷达装置重复干扰检测工作过程，改变控制信号，直至回波信号中没有干扰信号或者干扰信号很小时，该雷达装置在下一周期才采用调整后的频带或调制方式进行工作。

本发明实施例通过在雷达装置中增加可控衰减器，并增加了干扰检测工作状态，雷达装置处于该状态时检测同一区域内是否存在其他会造成干扰的雷达装置，若存在工作在相同频带或者调制方式的雷达装置，则改变本雷达装置发射探测信号的频带或者调制方式，这样可以避免该区域内多部雷达装置相互干扰的问题，增强雷达装置的环境适应能力与探测目标能力。

可选地，本发明实施例提供的雷达装置还包括信号调理电路170，该信号调理电路170的信号输入端与混频器160的信号输出端连接，信号调理电路170的信号输出端与110控制器的信号输入端连接；

信号调理电路170用于将来自混频器160的基带回波信号进行处理并传输至控制器110。

可选地，该信号调理电路170对基带回波信号进行放大，并调整该基带回波信号的带宽。

本发明实施例通过该信号调理电路可以对基带回波信号进行滤波，只允许通过与所设定频带的基带回波信号，这样可以提高控制器110处理基带回波信号的速度；并且还可以提高雷达装置的检测性能。

实施例三

本发明实施例还提供了一种雷达装置，如图3所示，包括控制器110、发射机120、发射天线150、接收天线105、低噪声射频放大器180和检波器190。

在本发明实施例中，控制器110发出控制信号发送给发射机。发射机120根据控制信号产生探测信号传输至可控衰减器140。该探测信号工作在设定的频带和调制方式，并且调整控制器110的控制信号可以改变探测信号的频带与调制方式。

控制器110产生控制可控衰减器140的控制信号，其中，如图4所示，该控制信号包括时长为CPI的高电平或者时长为CPI的低电平。当控制信号是时长为CPI的低电平时，此时可控衰减器140对探测信号的发射功率产生较小的衰减，此时探测信号可以通过发射天线150辐射出去。当控制信号是时长为CPI的高电平时，可控衰减器140对探测信号的发射功率产生较大的衰减，此时只有少量的探测信号能够通过可控衰减器传输至发射天线150。

接收天线105接收回波信号传输至低噪声射频放大器180，对射频信号进行放大，并调整信号的带宽。经检波器190检波后传输至控制器110时，获取回波信号的噪声功率，如果回波信号的噪声功率在设定时间段内大于噪声功率预设值，或者检测到虚假目标，控制器110确认回波信号中存在与所述探测信号同频带或具有相同调制方式的干扰信号，本雷达装置工作频带或者调制方式在当前工作环境中被占用。控制器110调整控制信号，以改变发射机120所发射的探测信号的频带或者调制方式。

通过上述过程，本发明实施例可以改变雷达装置所发射探测信号的频带或者调制方式，使该雷达装置的探测信号不影响其他雷达装置，同时其他雷达装置的探测信号或者回波信号也不影响本雷达装置，从而避免雷达装置之间发生相互干扰现象，可以提高雷达装置的探测性能。

实施例四

为进一步体现本发明实施例提供的一种雷达装置的优越性，本发明实施例又提供了一种雷达装置控制方法，如图5所示，包括：发射机根据控制器的控制信号产生探测信号并传输至可控衰减器；可控衰减器根据控制器的控制信号调节向发射天线所发送探测信号的发射功率；控制器根据接收机接收的回波信号确定干扰信号，并根据干扰信号调整发射机的探测信号。下面对本发明实施例提供的控制方法展开详细的说明。

首先介绍发射机根据控制器的控制信号产生探测信号并传输至可控衰减器的步骤。

在本发明实施例中，如图1～图4所示，控制器110发出控制信号发送给发射机。发射机120根据控制信号产生探测信号传输至可控衰减器140。该探测信号工作在设定的频带和调制方式，并且调整控制器110的控制信号可以改变探测信号的频带与调制方式。

其次介绍可控衰减器根据控制器的控制信号调节向发射天线所发送探测信号的发射功率的步骤。

如图1～图3所示，控制器110产生控制可控衰减器140的控制信号，其中，如图4所示，该控制信号包括时长为CPI的高电平或者时长为CPI的低电平。当控制信号是时长为CPI的低电平时，此时可控衰减器140对探测信号的发射功率产生较小的衰减，此时探测信号可以通过发射天线150辐射出去。当控制信号是时长为CPI的高电平时，可控衰减器140对探测信号的发射功率产生较大的衰减，此时只有少量的探测信号能够通过可控衰减器传输至发射天线150。

最后介绍控制器根据接收机接收的回波信号确定干扰信号，并根据干扰信号调整发射机的探测信号的步骤。

接收天线105接收回波信号传输至混频器160，耦合器130将发射机120所发射的探测信号耦合至混频器160作为本地振荡信号。该混频器160将回波信号与探测信号进行混频，得到基带回波信号。由于该基带回波信号比较微弱，还需要对基带回波信息进行放大，并调整该基带回波信号的带宽。当该基带回波信号传输至控制器110时，获取基带回波信号的噪声功率，如果基带回波信号的噪声功率在设定时间段内大于噪声功率预设值，或者检测到虚假目标，控制器110确认基带回波信号中存在与所述探测信号同频带或具有相同调制方式的干扰信号，本雷达装置工作频带或者调制方式在当前工作环境中被占用。控制器110调整控制信号，以改变发射机120所发射的探测信号的频带或者调制方式。

通过上述过程，本发明实施例可以改变雷达装置所发射探测信号的频带或者调制方式，使该雷达装置的探测信号不影响其他雷达装置，同时其他雷达装置的探测信号或者回波信号也不影响本雷达装置，从而避免雷达装置之间发生相互干扰现象，可以提高雷达装置的探测性能。

综上所述，本发明提供的一种雷达装置及控制方法，通过控制可控衰减器，使本发明实施例提供的雷达装置工作在正常工作与干扰检测工作状态。在干扰检测工作状态时检测回波信号的噪声功率，或者检测虚假目标确定是否存在干扰信号。在存在干扰信号时，通过改变本雷达装置所发出探测信号的频带或者调制方式，避免雷达装置之间发生干扰，具有较好的目标检测能力。同时，本发明也提高了雷达装置探测目标的性能。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (5)

1.一种雷达装置，包括控制器、发射机、发射天线和接收机，其特征在于，

还包括可控衰减器，所述可控衰减器的第一信号输入端与所述发射机的信号输出端连接；所述可控衰减器的第二信号输入端与所述控制器的第二信号输出端连接；所述可控衰减器的信号输出端与所述发射天线的信号输入端连接；所述接收机的信号输出端与所述控制器的信号输入端连接；

所述发射机根据所述控制器的控制信号产生探测信号并传输至所述可控衰减器；所述可控衰减器根据所述控制器的控制信号调节向所述发射天线所发送探测信号的发射功率；所述控制器根据所述接收机接收的回波信号确定干扰信号，并根据所述干扰信号调整所述发射机的探测信号，通过调整该探测信号来避免同一区域内不同雷达装置之间的干扰。

2.一种雷达装置控制方法，其特征在于，用于权利要求1所述的雷达装置中，包括：

发射机根据控制器的控制信号产生探测信号并传输至可控衰减器；

所述可控衰减器根据所述控制器的控制信号调节向所述发射天线所发送探测信号的发射功率；

所述控制器根据所述接收机接收的回波信号确定干扰信号，并根据干扰信号调整所述发射机的探测信号。

3.如权利要求2所述的雷达装置控制方法，其特征在于，所述调整所述发射机的探测信号的步骤包括：

改变发射机所产生探测信号的频带或调制方式。

4.如权利要求2所述的雷达装置控制方法，其特征在于，所述根据所述接收机接收的回波信号确定干扰信号的步骤包括：

降低向所述发射天线所发送探测信号的发射功率；

处理接收到的回波信号并分析是否有干扰信号。

5.如权利要求4所述的雷达装置控制方法，其特征在于，所述分析是否有干扰信号的步骤包括：

获取接收机接收到的回波信号的噪声功率，若预设时间段内所述噪声功率大于噪声功率预设值，则所述回波信号中存在干扰信号。