宽带相控阵雷达回波模拟器发射多通道延时补偿方法及系统.pdf

(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CN108051783A(43)申请公布日2018.05.18(21)申请号201711281434.3(22)申请日2017.12.07(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人舒汀詹健(74)专利代理机构上海大视知识产权代理事务所(特殊普通合伙)31314代理人蔡沅(51)Int.Cl.G01S7/28(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图6页(54)发明名称宽带相控阵雷达回波模拟器发射多通道延时补偿方法及系统(57)摘要本发明涉及一种宽带相控阵雷达回波模拟器发射多通道延时补偿方法及系统，属于电子技术领域。采用了本发明的宽带相控阵雷达回波模拟器发射多通道延时补偿方法及系统，由于其利用基于泰勒展开法获得的可变分数延时滤波器对宽带信号进行时域滤波，实现高精度分数延时，再通过移位寄存器实现高精度整数延时，进而实现宽带相控阵雷达回波模拟器的多路发射通道延时补偿。该方案基于FPGA精准的时序控制、快速并行处理能力，结合数字信号处理技术，可以有效降低系统对于硬件要求较低，补偿精度高，且特别适用于可变带宽场景的延时补偿。CN108051783ACN108051783A权利要求书1/2页1.一种宽带相控阵雷达回波模拟器发射多通道延时补偿方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)根据天线阵列的几何结构确定雷达每个单元相对于参考单元的延时量，并将该延时量分解为整数延时量和分数延时量；(2)利用一基于泰勒展开法获得的可变分数延时滤波器并根据所述的分数延时量对宽带信号进行时域滤波，实现信号的高精度分数延时；(3)利用整数延时器并根据所述的整数延时量实现信号的高精度整数延时；(4)将所述的可变分数延时滤波器和所述的整数延时器级联，基于所述的高精度分数延时和所述的高精度整数延时实现多通道高精度数字延时。2.根据权利要求1所述的宽带相控阵雷达回波模拟器发射多通道延时补偿方法，其特征在于，步骤(2)中所述的基于泰勒展开法获得的可变分数延时滤波器具体为：所述可变分数延时滤波器的理想冲击响应为：h(n)＝sinc(n-D)式中，D表示延时量；所述可变分数延时滤波器的频率响应及其泰勒展开式为：式中，D表示延时量，z-1表示延时单元，N表示滤波器的阶数，滤波器为奇数阶滤波器，d为所述的分数延时量。3.根据权利要求1所述的宽带相控阵雷达回波模拟器发射多通道延时补偿方法，其特征在于，所述的步骤(3)具体为：利用信号的采样时钟驱动一移位寄存器，将待延时信号作为该移位寄存器的数据输入，根据所述的整数延时量配置所述的移位寄存器的级数，该移位寄存器的输出信号为高精度整数延时后的信号。4.根据权利要求2所述的宽带相控阵雷达回波模拟器发射多通道延时补偿方法，其特征在于，所述的延迟量D位于理想脉冲响应的中间部分，且所述的滤波器的阶数N给定，用以实现最小误差的延时补偿。5.根据权利要求2所述的宽带相控阵雷达回波模拟器发射多通道延时补偿方法，其特征在于，所述的滤波器的系数仅与该滤波器的阶数N及所述的延迟量D相关，该滤波器的阶数N给定时，通过改变所述的延迟量D实现不同的延时。6.一种宽带相控阵雷达回波模拟器发射多通道延时补偿系统，其特征在于，该系统包括：延时量分解模块，用以根据天线阵列的几何结构确定雷达每个单元相对于参考单元的延时量，并将该延时量分解为整数延时量和分数延时量；可变分数延时滤波器，基于泰勒展开法获得，该可变分数延时滤波器根据所述的分数延时量对宽带信号进行时域滤波，实现信号的高精度分数延时；整数延时器，用以根据所述的整数延时量实现信号的高精度整数延时；级联模块，用以将所述的可变分数延时滤波器和所述的整数延时器级联，基于所述的2CN108051783A权利要求书2/2页高精度分数延时和所述的高精度整数延时实现多通道高精度数字延时。7.根据权利要求6所述的宽带相控阵雷达回波模拟器发射多通道延时补偿系统，其特征在于，所述的基于泰勒展开法获得的可变分数延时滤波器具体为：所述可变分数延时滤波器的理想冲击响应为：h(n)＝sinc(n-D)式中，D表示延时量；所述可变分数延时滤波器的频率响应及其泰勒展开式为：式中，D表示延时量，z-1表示延时单元，N表示滤波器的阶数，滤波器为奇数阶滤波器，d为所述的分数延时量。8.根据权利要求6所述的宽带相控阵雷达回波模拟器发射多通道延时补偿系统，其特征在于，所述的整数延时器具体为：利用信号的采样时钟驱动一移位寄存器，将待延时信号作为该移位寄存器的数据输入，根据所述的整数延时量配置所述的移位寄存器的级数，该移位寄存器的输出信号为高精度整数延时后的信号。9.根据权利要求7所述的宽带相控阵雷达回波模拟器发射多通道延时补偿系统，其特征在