[发明专利]一种穿墙成像雷达双基频三通道时基控制电路

说明书

本发明涉及一种穿墙成像雷达双基频三通道时基控制电路，包括FPGA时序控制电路、可编程时序控制电路、系统时钟电路、参考时钟电路和三路并联设置的延时脉冲输出电路；FPGA时序控制电路与系统时钟电路电连接，用于输出初始脉冲、延时数据、微调数据和通道选通信号；可编程时序控制电路包括ECL调理电路、可编程延时芯片和微调DAC芯片。本发明通过时序控制电路实现三个通道的高精度、大范围时间延时控制；两个基频时钟同步设计减少了时间抖动误差，提高了脉冲信号产生模块的稳定度；可进行16位延时配置控制字的设置，参数调节灵活，能够实现2ps的超高延时精度，可实现最大2000ns时间窗的连续扫描，三路延时脉冲可以同时发送也可以分时发送，并且分时发送时间间隔可控。

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，尤其涉及一种穿墙成像雷达双基频三通道时基控制电路。

背景技术

实时穿墙成像雷达系统开发的其中一个技术难关是如何获得稳定的超宽带雷达信号。美国Moeness G.Amin主编的Through-The-Wall Radar Imaging公开了一种基于PCI的计算机系统及实时采样示波器构成的实时穿墙成像雷达系统。在该系统中，为了获得1ns宽度的超宽带脉冲，实时采样分辨率要求达到200ps(5G/s的采样速率)，以及数吉赫兹(GHz)的模拟带宽。此法虽然可行但是成本过高，并且每秒5×109样本的实时数字数据流的处理难度大。

由于穿墙雷达系统要求具备成像和定位功能，借助雷达回波信号在短时间内具有准稳态性以及周期性的特点，因此穿墙成像雷达时基控制电路可以采用时间等效方法来实现。该方法优点在于能够在较低的实时速度获得相对较高的采样率，并且降低了对数据存储的要求。根据等效采样原理的要求，时基取样精度越高，还原的雷达信号越真实，目标的探测精度越高。传统的穿墙雷达所用的时基分辨率大都是5ps至20ps，采用等间隔循环扫描方式进行采样，采样频率的精度已经达到瓶颈，无法取得更精准的探测数据。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种时间分辨率高且探测精度高的穿墙成像雷达双基频三通道时基控制电路。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种穿墙成像雷达双基频三通道时基控制电路，包括FPGA时序控制电路、可编程时序控制电路、系统时钟电路、参考时钟电路和三路并联设置的延时脉冲输出电路；

所述FPGA时序控制电路包括FPGA模块，所述FPGA模块与系统时钟电路电连接，所述FPGA模块包括：

初始脉冲输出端，用于输出初始脉冲，所述初始脉冲的延时时间间隔△T等于一个系统时钟周期；

一个10位延时控制数据端，用于输出延时数据；

一个6位微调控制数据端、用于输出微调数据；

选通信号输出端，用于输出控制所述三路延时脉冲输出电路选通的通道选通信号；

所述可编程时序控制电路，包括：ECL调理电路、可编程延时芯片和微调DAC芯片，所述10位延时控制数据端通过数据总线与所述延时芯片电连接，所述6位微调控制数据端也通过数据总线与所述微调DAC芯片电连接；

所述参考时钟电路和所述初始脉冲输出端电连接至所述ECL调理电路，所述ECL调理电路用于将所述初始脉冲进行ECL电平转换并与参考时钟同步，所述ECL调理电路还包括一个用于输出第二循环延时脉冲的第二循环延时输出端，所述第二循环延时脉冲的延时间隔△t等于一个所述参考时钟周期，且延时间隔△T是延时间隔△t的整数倍；

所述可编程延时芯片包括：

一个与所述第二循环延时输出端电连接的延时脉冲输入端；

一个微调数据端口，与所述微调DAC芯片的微调数据输出端电连接，用于接收所述微调DAC芯片输出的微调数据；