[发明专利]一种实时混沌伪随机信号雷达收发系统

说明书

技术领域

本发明涉及雷达系统，特别涉及一种实时混沌伪随机信号雷达收发系统。

背景技术

随着雷达技术的发展，现代的雷达系统面临越来越恶劣的电磁环境。噪声信号雷达具有随机的波形，低检测概率性能，低截获概率性能以及强的抗电子干扰能力，因此，噪声信号雷达受到越来越多的关注。目前，噪声信号雷达已经在很多领域开展研究，例如监视、跟踪、合成孔径雷达成像、逆合成孔径雷达成像以及穿墙成像。

传统的噪声信号雷达(参见参考文献1：R.M.Narayanan and M.Dawood,Doppler estimation using a coherent ultrawide-band random noise radar,Antennas and Propagation,IEEE Transactions on,vol.48,pp.868-878,B2000.)采用电子热噪声作为噪声源。电子热噪声经过功率放大以及滤波后，在功率分配器分成两路信号。其中一路信号经过上变频，功率放大后进行发射；另一路信号经过延迟线作为参考信号。回波信号经过下变频后与参考信号进行互相关处理，互相关器由乘法器和低通滤波器实现。最后，雷达目标的位置根据互相关函数的峰值位置确定。

但是，这种类型的噪声信号雷达具有以下几个缺点：1)噪声源是电子热噪声，噪声信号的产生难以控制和预期；2)参考信号需要经过模拟延迟线得到，延迟线使得雷达系统造价昂贵；3)互相关器通过模拟方式实现，信号处理不灵活。因此，Lievsay(参见参考文献2：J.R.Lievsay and G.A.Akers,Moving target detection via digital time domain correlation of random noise radar signals,in Radar Conference(RADAR),2011IEEE,2011,pp.784-788.)采用数字相关方法，其参考信号由模数转换器转换成了数字信号，再通过数字的方式进行延迟。这样消除了模拟延迟线，但是，参考信号支路增加了模数转换器。

为了更好的控制噪声信号的产生，K.A Lukin采用数字噪声(参见参考文献3：K.A.Lukin,O.V.Zemlyaniy,P.L.Vyplavin,and V.P.Palamarchuk,Application of Arbitrary Waveform Generator for Noise Radar,Photonics Applications in Astronomy,Communications,Industry,and High-Energy Physics Experiments2011,vol.8008,2011.)。数字噪声的产生包括下面三步：1)在PC机内生成噪声信号的波形数据；2)将噪声信号波形数据下载到任意波形发生器中；3)将任意波形发生器的波形输出经过数模转换器得到噪声的基带信号。但是，由于下载速率的限制，以及任意波形发生器的存储空间限制，该系统不适合噪声信号实时产生以及长时间产生。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的噪声信号雷达所存在的缺陷，从而提供一种实时混沌伪随机信号雷达收发系统。

为了实现上述目的，本发明提供了一种实时混沌伪随机信号雷达收发系统，包括：实时混沌伪随机信号产生模块、发射信号支路、接收信号支路、参考信号支路以及雷达信号处理模块；其中，

所述实时混沌伪随机信号产生模块实时生成基带混沌伪随机信号，并将基带混沌伪随机信号经过调制变为中频信号，所述中频信号在发射信号支路内转换为射频信号后发射出去；所述接收信号支路接收回波的射频信号，然后将所述回波的射频信号转换为基带信号后传输到所述雷达信号处理模块；所述参考信号支路根据混沌映射初始值重建发射的基带混沌伪随机信号，再根据载频和参考距离，推导出参考信号；所述雷达信号处理模块根据回波基带信号与参考信号实现脉冲压缩，从而确定雷达目标的位置。

上述技术方案中，所述实时混沌伪随机信号产生模块包括：基于FPGA的实时混沌伪随机信号发生器、数模转换器和中频调制器；其中基于FPGA的实时混沌伪随机信号发生器实时产生混沌伪随机信号的同相分量和正交分量的数字信号，并记录下混沌映射的初始值，数模转换器将所述同相分量和正交分量的数字信号分别转化为模拟信号，所述中频调制器对同相分量和正交分量的模拟信号进行调制，从而得到中频信号，所得到的中频信号传输到所述发射信号支路。