一種毫米波雷達(dá)的回波信號(hào)采集裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及雷達(dá)信號(hào)領(lǐng)域，特別是一種毫米波雷達(dá)的回波信號(hào)采集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 數(shù)字信號(hào)處理相對(duì)于模擬中頻處理的優(yōu)越性已經(jīng)在雷達(dá)、工業(yè)控制、通信等領(lǐng)域 得到了廣泛的驗(yàn)證，模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)（信號(hào)采樣技術(shù)）是數(shù)字信號(hào)處理的橋梁和 前提。
[0003] 毫米波雷達(dá)以其距離分辨率高、測(cè)速精度高、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)在雷達(dá)精確定位、 目標(biāo)識(shí)別、目標(biāo)軌跡預(yù)測(cè)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。由于毫米波雷達(dá)系統(tǒng)信號(hào)帶寬越來(lái)越大，對(duì)雷達(dá) 信號(hào)采集的要求也有所提高，對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)化器件和采樣技術(shù)的要求更是越來(lái)越高。毫米波雷 達(dá)對(duì)信號(hào)帶寬、動(dòng)態(tài)范圍、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性的要求較高，這顯然是低速信號(hào)采樣和普通高速信號(hào) 采樣技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
[0004] 針對(duì)上述問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)普遍采用兩級(jí)混頻和一級(jí)頻譜搬移進(jìn)行解決；
[0005] 兩級(jí)混頻具體的是第一級(jí)將射頻回波頻譜搬移至頻率較高的第一中頻，第二級(jí)混 頻將第一中頻再搬移至頻率更低的第二中頻。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)試難度大，不易集成，成本 高；該技術(shù)大多由模擬電路構(gòu)成，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，穩(wěn)定性差，抗干擾能力差；且該技術(shù)采用 多次混頻，噪聲較大，信噪比降低；一級(jí)頻譜搬移具體的是先將毫米波雷達(dá)回波信號(hào)進(jìn)行混 頻并濾波，將射頻回波頻譜搬移至頻率較高的中頻，再由普通高速模數(shù)轉(zhuǎn)化器對(duì)選頻濾波 后的中頻信號(hào)進(jìn)采樣。由于中頻信號(hào)頻率較高，模數(shù)轉(zhuǎn)換器件的轉(zhuǎn)換采樣頻率達(dá)不到中頻 信號(hào)頻率的兩倍以上，但其帶通采樣的采樣率低，庫(kù)內(nèi)積累數(shù)較少，信噪比較差；帶通采樣 容易造成頻率混疊，對(duì)信號(hào)處理器的濾波過(guò)渡帶要求較高，不易實(shí)現(xiàn)。的問(wèn)題。
[0006] 丞待出現(xiàn)一種可有效提高系統(tǒng)信噪比且能減少系統(tǒng)復(fù)雜度的一種毫米波雷達(dá)的 回波信號(hào)采集裝置。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007] 本實(shí)用新型提供的一種毫米波雷達(dá)的回波信號(hào)采集裝置，其目的在于提供一種可 有效解決上述問(wèn)題的信號(hào)采集裝置。
[0008] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種毫米波雷達(dá)的回波信號(hào)采集裝置，包 括順序連接的混頻器和濾波器，還包括信號(hào)采集模塊，所述信號(hào)采集模塊包括互相連接的 模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、時(shí)鐘發(fā)生器和控制單元。
[0009] 進(jìn)一步地，所述控制單元為FPGA器件。
[0010] 進(jìn)一步地，所述FPGA器件包括用于配置和控制時(shí)鐘發(fā)生器的時(shí)鐘發(fā)生器控制部 和用于采集、接受和處理中頻信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元控制部。
[0011] 優(yōu)化地，所述時(shí)鐘發(fā)生器為AD9516-3時(shí)鐘芯片。
[0012] 優(yōu)化地，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元為AD9467-250高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0013] 優(yōu)化地，所述濾波器為環(huán)路濾波器。
[0014] 本實(shí)用新型提供的一種毫米波雷達(dá)的回波信號(hào)采集裝置，通過(guò)設(shè)置具有控制單元 和時(shí)鐘發(fā)生器的信號(hào)采集模塊，大大提高系統(tǒng)信噪比SNR;本實(shí)用新型采用高速時(shí)鐘發(fā)生 器和高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行超高速信號(hào)采樣，大大提高采樣的穩(wěn)定性，防止頻率混疊，實(shí)現(xiàn)回 波信號(hào)的全部信息的還原；本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾性。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅 是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前 提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016] 圖1 :本實(shí)用新型的模塊示意圖；
[0017] 圖2: AD9467配置時(shí)序圖；
[0018] 圖3 :AD9467輸出時(shí)序；
[0019] 圖 4 :AD9516-3 時(shí)鐘芯片。
[0020] 圖中：100、信號(hào)采集模塊；1KKFPGA器件；111、時(shí)鐘發(fā)生器控制部；112、模數(shù)轉(zhuǎn)換 單元控制部；120、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元；130、時(shí)鐘發(fā)生器；200、混頻器；300濾波器。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的 實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下 所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0022] 如圖1本實(shí)用新型的模塊示意圖所示，一種毫米波雷達(dá)的回波信號(hào)采集裝置，包 括順序連接的混頻器200和濾波器300,還包括信號(hào)采集模塊100,所述信號(hào)采集模塊100 包括互相連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元120、時(shí)鐘發(fā)生器130和控制單元。
[0023] 進(jìn)一步地，所述控制單元為FPGA器件110。進(jìn)一步地，所述FPGA器件110包括用 于配置和控制時(shí)鐘發(fā)生器的時(shí)鐘發(fā)生器控制部111和用于采集、接受和處理中頻信號(hào)的模 數(shù)轉(zhuǎn)換單元控制部112。
[0024] 優(yōu)化地，所述時(shí)鐘發(fā)生器130為AD9516-3時(shí)鐘芯片。優(yōu)化地，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元 120為AD9467-250高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器。優(yōu)化地，所述濾波器為環(huán)路濾波器。
[0025] 本實(shí)用新型對(duì)雷達(dá)回波信號(hào)采用超高速采樣率的過(guò)采樣方式，采樣過(guò)程遵循采 樣定理，采樣定理解釋了采樣頻率與信號(hào)頻譜之間的關(guān)系，是連續(xù)信號(hào)離散化的基本依 據(jù)。假如有一頻率為F的信號(hào)，當(dāng)采樣時(shí)間間隔At多1/2F為欠采樣；當(dāng)采樣時(shí)間間隔 At< 1/2F為過(guò)采樣。只有過(guò)采樣才能根據(jù)各采樣值完全恢復(fù)原來(lái)的信號(hào)且不會(huì)造成頻率 混疊。
[0026] 如圖2:AD9467配置時(shí)序圖所示，本實(shí)用新型的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元120采用高精度、高 采樣率轉(zhuǎn)換器AD9467-250,其采樣精度16bits，最大采樣率250MSPS，無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍SFDR 最大值為lOOdBFS，輸入帶寬可達(dá)300MHz，最大不飽和電平+12dBm，實(shí)際應(yīng)用中信噪比可達(dá) 75dB以上。AD9467-250配置簡(jiǎn)單，可配置工作模式、低位在前或高位在前、輸出驅(qū)動(dòng)電流。 如圖3AD9467輸出時(shí)序所示可知AD9467數(shù)據(jù)輸出采用差分對(duì)輸出方式，抗干擾能力強(qiáng)，并 采用DCO上升沿和下降沿分別鎖存輸出16位數(shù)據(jù)的高低位。
[0027] 如圖4AD9516-3時(shí)鐘芯片可知，AD9516時(shí)鐘芯片輸出涉及到的分頻寄存器有：用 于PLL產(chǎn)生穩(wěn)定VCO的R、A和B寄存器、時(shí)鐘輸出分頻寄存器、每對(duì)輸出端口分頻寄存器。 PLL的R、A和B這3個(gè)寄存器需相互配合設(shè)置，VCO才能工作在所需的頻率范圍內(nèi)，否則將 導(dǎo)致不能鎖存鎖相模塊。其關(guān)系見(jiàn)如下公式
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種毫米波雷達(dá)的回波信號(hào)采集裝置，包括順序連接的混頻器和濾波器，其特征在 于：還包括信號(hào)采集模塊，所述信號(hào)采集模塊包括互相連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、時(shí)鐘發(fā)生器和 控制單元。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種毫米波雷達(dá)的回波信號(hào)采集裝置，其特征在于：所述控 制單元為FPGA器件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種毫米波雷達(dá)的回波信號(hào)采集裝置，其特征在于：所述 FPGA器件包括用于配置和控制時(shí)鐘發(fā)生器的時(shí)鐘發(fā)生器控制部和用于采集、接受和處理中 頻信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元控制部。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的一種毫米波雷達(dá)的回波信號(hào)采集裝置，其特征 在于：所述時(shí)鐘發(fā)生器為AD9516-3時(shí)鐘芯片。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的一種毫米波雷達(dá)的回波信號(hào)采集裝置，其特征 在于：所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元為AD9467-250高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的一種毫米波雷達(dá)的回波信號(hào)采集裝置，其特征 在于：所述濾波器為環(huán)路濾波器。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及雷達(dá)信號(hào)領(lǐng)域，是一種毫米波雷達(dá)的回波信號(hào)采集裝置，其目的在于提供一種可有效提高系統(tǒng)信噪比且能減少系統(tǒng)復(fù)雜度的一種毫米波雷達(dá)的回波信號(hào)采集裝置，一種毫米波雷達(dá)的回波信號(hào)采集裝置，包括順序連接的混頻器和濾波器，還包括信號(hào)采集模塊，所述信號(hào)采集模塊包括互相連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、時(shí)鐘發(fā)生器和控制單元。本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置具有控制單元和時(shí)鐘發(fā)生器的信號(hào)采集模塊，大大提高系統(tǒng)信噪比SNR；本實(shí)用新型采用高速時(shí)鐘發(fā)生器和高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行超高速信號(hào)采樣，大大提高采樣的穩(wěn)定性，防止頻率混疊，實(shí)現(xiàn)回波信號(hào)的全部信息的還原；本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾性。
【IPC分類】G01S7-292
【公開(kāi)號(hào)】CN204515123
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520036702
【發(fā)明人】舒?zhèn)?
【申請(qǐng)人】成都遠(yuǎn)望科技有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年1月20日