[发明专利]一种谐波标签辅助增强混合雷达感知系统

说明书

本发明公开一种谐波标签辅助增强混合雷达感知系统，包括混合雷达及谐波标签；混合雷达包括传统雷达与谐波接收电路；传统雷达由基频发射、接收电路构成；基频发射电路由基频振荡器、耦合器、功率放大器、脉冲发生器、环形器、基频滤波器及基频天线构成；基频接收电路由基频低噪声放大器、基频混频器、ADC采样器及基带处理电路构成；谐波接收电路包括谐波天线、谐波滤波器、谐波低噪声放大器、谐波混频器、谐波振荡器、ADC采样器及基带处理电路；基频与谐波天线极化方向垂直；谐波标签转换基频为谐波，通过双工器与双频双极化天线反馈，并融合传统雷达实现谐波标签辅助增强混合雷达感知。

技术领域

本发明涉及雷达系统领域，特别涉及谐波标签辅助增强混合雷达感知系统。

背景技术

近年来，雷达感知系统逐渐从军事应用领域走向日常生活中，例如呼吸、心跳等生命体征检测。然而，受限于电磁波传播路径损耗等因素，系统亟需附加额外电路(谐波标签)以辅助增强雷达感知能力。

发明内容

基于上述问题，本发明提出了一种谐波标签辅助增强混合雷达感知系统，实现基频发射、谐波接收高度隔离以保证传统雷达感知系统正常工作。同时，高隔离度谐波反馈以及谐波标签可以辅助增强混合雷达感知系统感知能力。

本发明提供如下技术方案：

一种谐波标签辅助增强混合雷达感知系统，所述系统包括混合雷达感知系统和谐波标签；混合雷达感知系统由传统雷达感知系统及谐波接收电路构成；传统雷达感知系统由基频信号发射、接收电路构成；传统雷达感知系统中基频信号发射电路由基频振荡器、耦合器、功率放大器、脉冲发生器、环形器、基频滤波器及基频天线构成；传统雷达感知系统中基频信号接收电路由基频低噪声放大器、基频混频器、ADC数据采样器及基带信号处理电路构成；传统雷达感知系统基频发射电路中耦合器提供接收电路中基频混频器本振信号，同时，传统雷达感知系统基频发射、接收电路共用环形器、基频滤波器及基频天线；混合雷达感知系统中谐波接收电路由谐波天线、谐波滤波器、谐波低噪声放大器、谐波混频器、谐波振荡器、ADC数据采样器及基带信号处理电路构成；谐波天线与基频天线极化方向相互垂直，实现基频发射、谐波接收高度隔离；传统雷达感知系统中基频振荡器输出端接耦合器输入端，耦合器输出端接功率放大器输入端，耦合器耦合端接基频接收电路中基频混频器本振输入端；功率放大器输出端接环形器端口1，脉冲发生器接功率放大器直流偏置端；环形器端口2接基频滤波器输入端，环形器端口3接基频接收电路中基频低噪声放大器输入端；基频滤波器输出端接基频天线；基频低噪声放大器输出端接基频混频器输入端；基频混频器输出端接ADC采样器输入端；ADC采样器输出端接基带信号处理电路；谐波接收电路中谐波天线接谐波滤波器输入端，谐波滤波器输出端接谐波低噪声放大器输入端；谐波低噪声放大器输出端接谐波混频器射频输入端，谐波振荡器提供谐波混频器本振信号，谐波混频器输出端接ADC采样器输入端，ADC采样器输出端接基带信号处理电路；谐波标签辅助增强混合雷达感知系统中谐波标签由双频(基频、谐波)双极化(垂直、水平)天线、双工器及平行反式二极管构成。

包括以下步骤：

步骤1)：通过脉冲发生器控制传统雷达感知系统中功率放大器放大基频振荡器输出基频信号，通过环形器、基频滤波器及基频天线发射基频信号；目标物体反射基频信号，传统雷达感知系统中基频天线接收反射基频信号，通过基频滤波器滤波、基频低噪声放大器放大、基频混频器混频及ADC采样器采样后作为基带处理电路数据(I[n]、Q[n])。

步骤2)：目标物体上谐波标签中双频(基频)双极化(垂直)天线接收并转换基频信号至三次谐波，通过双工器传输至双频(谐波)双极化(水平)天线，实现基频发射、谐波反馈的高隔离度；谐波接收电路中谐波天线接收谐波反馈，通过谐波滤波器滤波、谐波低噪声放大器放大、谐波混频器混频及ADC采样器采样后作为基带处理电路数据(I'[n]、Q'[n])。