宽带数字阵列雷达相对时延测量的新方法

射频光纤时延补偿技术在数字阵列雷达上行外监测中的应用田晓英;李云飞;袁昌成;高留安【摘要】在阐述外监测原理的基础上详细介绍了射频光纤时延补偿系统在数字阵列雷达上行外监测的应用.实验表明射频光纤时延补偿系统对光纤引入的幅相漂移量进行了很好的修正补偿,满足了数字阵列雷达的外监测需要.【期刊名称】《雷达与对抗》【年(卷),期】2016(036)004【总页数】4页(P37-40)【关键词】数字阵列雷达;光纤时延;补偿;深消隐【作者】田晓英;李云飞;袁昌成;高留安【作者单位】中国船舶重工集团公司第七二四研究所,南京211153;中国船舶重工集团公司第七二四研究所,南京211153;中国船舶重工集团公司第七二四研究所,南京211153;中国船舶重工集团公司第七二四研究所,南京211153【正文语种】中文【中图分类】TN958.52外监测是一种常用的数字阵列雷达通道校准方法。

但在实际上行监测应用中,由于T/R组件的发射功率较大,且相距监测组件较近,其泄露到监测组件的功率信号往往造成监测组件接收正常路径信号的干扰,影响其监测数据的准确性。

本文在上行外监测中引入射频光纤时延补偿系统,在时间上屏蔽近端泄露信号,修正监测采集到的数据。

该方法对阵面基本不作改变,能够满足上行通道的通道幅相测试要求,具有很好的应用性[1-2]。

上行监测时,T/R组件各通道依次发射大功率脉冲信号,经主天线阵元辐射,一部分通过监测阵元进入监测组件,而另一部分通过线缆和空间辐射泄露进入监测组件,从而成为监测组件的干扰信号,降低了监测组件对各通道幅相监测的准确性。

常规监测系统框图如图1所示(不包含虚线部分)。

试验中,T/R组件上行通道辐射功率为47 dBm,主天线阵元与监测阵元的空间耦合度为51～87 dB,监测阵元接收到耦合信号范围在-40～-4 dBm。

监测组件接收通道单次检测信噪比要求20 dB,因此要求外界干扰电平不得大于-60 dBm。

宽带雷达目标时域检测算法研究宽带雷达目标时域检测算法研究在雷达技术领域，目标检测算法的研究一直是一个重要的课题。

雷达目标检测算法的发展可以帮助改善雷达系统的性能和效果，提高对目标的探测和识别能力。

宽带雷达目标时域检测算法作为目标检测算法中的一种重要方法，被广泛应用于各种雷达系统中。

宽带雷达目标时域检测算法主要是通过对接收到的雷达信号进行处理和分析，来实现目标的检测和定位。

它通过利用信号的时域特性，结合目标反射特征，可以在信号中准确地提取出目标的信息，实现目标的检测和分类。

宽带雷达目标时域检测算法的基本原理是：首先，获取到雷达系统发出的宽带信号，并对接收到的回波信号进行预处理。

然后，在时域上对预处理后的信号进行分析，提取出目标的特征信息。

最后，通过对特征信息进行匹配和分类，实现目标的检测和定位。

在宽带雷达目标时域检测算法中，常用的有极化雷达和多波束雷达。

极化雷达利用不同极化状态下的回波信息，可以实现对目标的检测和识别。

而多波束雷达则采用多个发射波束和接收波束的方式，可以实现对目标的高精度跟踪和定位。

除了基本的宽带雷达目标时域检测算法，还有一些改进算法被提出，如融合算法和自适应算法。

融合算法是将多个目标检测算法进行融合，综合利用各个算法的优势，提高目标检测的准确性和鲁棒性。

自适应算法则是根据环境和目标的特性自动调整算法参数，使得算法能够适应不同的场景和目标特性，提高目标检测的性能。

在实际应用中，宽带雷达目标时域检测算法可以广泛应用于军事领域、航空航天领域和民用领域。

在军事领域中，它可以用于目标探测、目标跟踪和目标击中等任务。

在航空航天领域中，它可以用于飞行器的自主导航和目标探测等任务。

在民用领域中，它可以用于安全监控、环境监测和资源勘探等任务。

尽管宽带雷达目标时域检测算法在目标检测领域取得了很大的成功，但仍然存在一些问题和挑战。

首先，宽带雷达目标时域检测算法对目标的特性和背景干扰的抑制有一定的限制。

专利名称：数字阵列雷达多路模拟通道相对延时测量装置及方法
专利类型：发明专利
发明人：朱亮,张卫清,王冰,伍小宝,郑世杰,卢玉杰,马利祥,张奕
申请号：CN201410706898.4
申请日：20141128
公开号：CN104375132A
公开日：
20150225
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了数字阵列雷达多路模拟通道相对延时测量装置及方法。

该方法包括：采集经过耦合网络的多路模拟通道的多个宽带线性调频信号，并经模拟和数字混频后得到多路基带IQ信号；对多路基带IQ信号从相同的距离段截取相同的点数得到多个相位曲线；用多个相位曲线分别与标准理想的相位曲线相减得到多个相位差随时间t的变化关系，并拟合直线得到多个斜率k，由此分别得到多路模拟通道的宽带线性调频信号相对于标准理想的宽带线性调频信号的多个延时；用多个延时扣除各自模拟通道耦合网络带来的延时后，再以其中某一路模拟通道的延时作为参考，所有其他路模拟通道的延时分别与作为参考的这路模拟通道的延时相减最终得到各通道之间的相对延时。

申请人：中国电子科技集团公司第三十八研究所
地址：230001 安徽省合肥市高新技术开发区香樟大道199号
国籍：CN
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010705866.8(22)申请日 2020.07.21(71)申请人 中兵通信科技股份有限公司地址 453000 河南省新乡市新乡市工业园区纬七路760号(72)发明人 刘汉玉　李道虎　邓斌　高慧　刘畅　务彪　吕宁宁　蔡亦清　(74)专利代理机构 新乡市平原智汇知识产权代理事务所(普通合伙) 41139代理人 杨杰(51)Int.Cl.H04B 10/077(2013.01)(54)发明名称一种数字检测的光纤传输时延测量装置及方法(57)摘要本发明提供了一种基于数字检测的光纤传输时延测量方法及装置，应用于射频分离电台中光纤传输时延的测量，可改善当前测量设备精度不足、设备成本高、使用复杂的问题。

本发明采用FPGA数字处理器，选用高精度有源晶振提供时钟信号；在校准状态下通过短光纤连接完成测量装置固定时延的计量，并在正常测量状态下根据实际测量值和固定时延的差值计算得到净光纤传输时延值；通过换装收发分离双纤双向光纤模块使得单个测量装置即可适应仅本地测量的应用情景。

权利要求书2页 说明书4页 附图3页CN 111740776 A 2020.10.02C N 111740776A1.一种数字检测的光纤传输时延测量装置，其特征在于：测量装置包括远程光纤传输时延测量和本地时光纤传输时延测量，所述远程光纤传输时延测量包括两个完全相同的测量装置Ⅰ和测量装置Ⅱ，所述本地时光纤传输时延测量包括一个测量装置Ⅲ，所述测量装置Ⅰ和测量装置Ⅱ上的光纤模块插座里分别插装有相同的收发一体单纤双向光纤模块，并通过一根光纤将相同的收发一体单纤双向光纤模块连接，所述测量装置Ⅲ的光纤模块插座里插装有一个收发分离双纤双向光纤模块。

2.根据权利要求1所述的一种数字检测的光纤传输时延测量装置，其特征在于：所述测量装置Ⅰ、测量装置Ⅱ和测量装置Ⅲ包括壳体，壳体上设置有显示屏，显示屏和下方设置有按键，指示灯，邻近显示屏设置，壳体上还有供电源线插接的电源接口和光纤模块插座，且壳体内腔里装有数字处理器。

宽带数字阵列数字时延技术研究及硬件实现吴卫;章文星【摘要】研究了基于数字延时技术的波束合成方法,通过理论推导、仿真证明了其正确性,并给出了硬件实现方法和资源评估,表明了其硬件可行性.【期刊名称】《雷达与对抗》【年(卷),期】2014(034)002【总页数】5页(P30-34)【关键词】宽带相控阵;波束合成;数字延迟【作者】吴卫;章文星【作者单位】中国船舶重工集团公司第七二四研究所,南京211153;中国船舶重工集团公司第七二四研究所,南京211153【正文语种】中文【中图分类】TN958.92在现代战争中，为了提高雷达对目标的分辨、识别能力并解决对目标成像问题，新体制相控阵雷达通常采用大瞬时带宽信号进行收发。

由于传统相控阵雷达是通过控制信号的相位来延迟信号的，在宽带信号情况下存在波束指向偏移和扫描不准的现象。

这种由于孔径渡越时间带来的波束“色散效应”使得雷达工作瞬时带宽大大受限。

本文以某宽带数字阵列雷达课题为背景，分析了宽带数字波束形成和窄带数字波束形成的异同，采用基于分数时延滤波器方法实现了数字宽带波束合成，并提出了基于分数时延滤波器的数字波束形成的硬件实现方法及资源评估。

数字波束形成(Digital Beam Forming，DBF)是空域滤波的主要形式。

假设有N个天线阵元，θ为目标方向，θBK为第k个波束指向，d为相邻阵元间距，λ为信号波长，信号为s(t)。

数字多波束形成器将数字的幅度和相位的权值在所有通道信号求和之前加到每一个输入信号中。

它保留了天线阵列单元信号的全部信息，并可以构成空间受控的一个或多个定向波束从而获得优良的波束性能。

以下以图1的线阵为例来说明基于移相方式的DBF合成方法。

图1中，若仅采用移相方式来实现天线波束扫描，天线波束最大值指向θB，则要求相邻单元之间相移为△φ=(2π/λ)dsinθB，从而应提供的天线两端移相的相位差φB为或或其中，L为天线孔径长度，TA=L/c为天线孔径长度对应的电波传播时间，可称孔径时间。

一种脉冲压缩求时延的方法设计朱鹏; 潘浩; 夏际金【期刊名称】《《电子技术与软件工程》》【年(卷),期】2019(000)019【总页数】2页(P76-77)【关键词】时延; 脉冲压缩; FFT; 插值; 宽带DBF【作者】朱鹏; 潘浩; 夏际金【作者单位】[1]中国电子科技集团第三十八研究所安徽省合肥市230088【正文语种】中文【中图分类】TP393数字阵列雷达具有敏捷快速的波束合成扫描和捷变能力，它的性能好坏取决于各收发通道的一致性和平稳性。

对于有源网络，每次的通断电都会影响收发通道的幅度相位。

对于宽带信号，由于相控阵雷达的孔径渡越问题，还要考虑通道时延带来的影响。

宽带信号经过通道时延在进行DBF合成时，不同频率在进行波束合成时会导致波束指向不一致。

只有通过时延补偿的方法才能实现大带宽信号的波束合成。

精确的时延测量技术是时延补偿的前提。

目前计算时延值的方法有很多，其中一种是拟合方法求时延。

线性调频信号通过不同通道时，由于时延的影响，会产生相位差，并且相位差是传输时间的一次函数，一次函数的系数跟时延量有固定关系。

通过对采样点的拟合找到一次函数的系数，即可求得时延值。

这种方法依赖信号的信噪比，当信号信噪比低或者信号经过功率放大器非线性放大导致失真时，时延值的测量精度就会降低。

本文提出一种脉冲压缩的方法进行时延测量。

各通道信号在经过同一匹配函数进行脉压时，由于时延量的影响会在不同时刻产生峰值点。

峰值点的位置经过采样率的转换即是时延值。

设计过程中考虑到精度和处理器实现的要求，截取峰值点位置进行FFT插值，求得更为精确的峰值点位置。

该方法算法简单，抗躁能力强，易于DSP等硬件实现。

1 脉冲压缩求时延方法在进行时延测量时，针对各通道的线性调频信号，构建一个标准的线性调频信号作为脉冲压缩滤波器，当信号的相频特性与脉冲压缩滤波器行为共轭匹配时，输出信噪比最大。

对于各收发通道，经过不同时延量之后，脉冲压缩之后会在不同时刻产生峰值点。