[发明专利]一种基于气象雷达的抗饱和接收电路

说明书

本发明涉及一种基于气象雷达的抗饱和接收电路，属于气象雷达技术领域，它包括雷达接收机和数字中频处理器；雷达接收机用于接收回波信号，并通过数字中频处理器实现对第一级易饱和电路和衰减器的切换控制，输出中频信号到数字中频处理器；数字中频处理器对接收到的切换前后中频信号进行幅度和相位计算，并实时对切换后的中频信号幅度和相位进行补偿还原。本发明采用高速射频开关对信号通道进行切换，当输入信号为小功率信号时，切换信号至增益通道实现信号放大；当输入信号为大功率信号时，切换信号至衰减通道，保证后级电路不饱和，从而实现雷达接收系统的抗饱和接收，从小功率到大功率的信号都能进行线性处理，保留信号准确的幅度与相位信息。

技术领域

本发明涉及气象雷达技术领域，尤其涉及一种基于气象雷达的抗饱和接收电路。

背景技术

为了获取雷达探测的弱信号目标信息，现有雷达接收机内部通常采用高增益放大器件对信号进行放大，以提升信号的信噪比，但是此类器件工作的功率范围有限，加上接收机中混频器的饱和功率点较低，限制了雷达接收机的接收功率线性动态范围；而根据目前的电子器件水平，数字中频处理器中目前使用的高性能ADC器件普遍为16位，其采用动态范围不超过96dB，这将导致雷达接收机线性动态范围只有95dB，制约了雷达所能表征的天气目标强度以及雷达可适用的天气过程。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种基于气象雷达的抗饱和接收电路，解决了现有雷达接收系统存在的问题。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种基于气象雷达的抗饱和接收电路，它包括雷达接收机以及与其连接的数字中频处理器；所述雷达接收机用于接收回波信号，并通过数字中频处理器实现对第一级易饱和电路和衰减器的切换控制，输出中频信号到数字中频处理器；所述数字中频处理器对接收到的切换前后中频信号进行幅度和相位计算，并实时对切换后的中频信号幅度和相位进行补偿还原，以达到提升雷达接收系统动态范围的目的。

所述雷达接收机包括限幅器、第一开关、第二开关、第一级易饱和电路、衰减器和变频放大滤波电路；回波信号输入到限幅器，限幅器的输出端与第一开关的输入端连接，第一级易饱和电路和衰减器连接在第一开关和第二开关之间，第二开关的输出端与变频放大滤波电路的输入端连接，变频放大滤波电路的输出端输出中频信号到数字中频处理器；所述数字中频处理器与所述第一开关和第二开关的输入端连接，实现对第一级易饱和电路和衰减器的切换控制。

所述数字中频处理器包括AD采样电路、FPGA和接口电路；所述AD采样电路对雷达接收机输出的中频信号采样量化，并将采样量化后的数字信号输入到FPGA中进行变频、滤波和抽取处理以降低信号数据率，FPGA对抽取后的数据进行幅度和相位计算，根据幅度计算值通过接口电路输出控制信号到雷达接收机进行开关切换控制，并根据开关状态实时对开关切换后的信号幅度和相位进行补偿还原。

所述根据幅度计算值通过接口电路输出控制信号到雷达接收机进行开关切换控制具体包括：当信号功率低于门限阈值时，数字中频处理器控制第一开关和二开关同步切换到第一级易饱和电路，当信号功率达到门限阈值时，数字中频处理器控制第一开关和第二开关同步切换到衰减器。

所述根据开关状态实时对开关切换后的信号幅度和相位进行补偿还原包括：数字中频处理器计算开关前后的信号功率和相位，通过数字功率补偿和数字相位偏移处理对开关切换后的信号功率和相位进行修正。