专利名称：雷达信号处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种雷达信号处理装置，主要用于气象雷达信号的处理。
背景技术：
在已有技术中，普通的气象雷达系统主要由天线、发射机、接收机(其中包括信号处理机)和显示器组成。工作时，发射机产生足够的电磁能量经天线发射到大气中，并集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播。当向前传播的电磁波波束遇到目标(如云团)后，即向各个方向发生反射，其中的一部分反射波(也称为回波)被雷达天线接收，该反射回波经过收发转换开关送到接收机，经过信号处理后，送到显示器显示，通过对目标的形状和灰度差别的分析可得出气象信息。由于电磁波会随着传播距离的增大而衰减，所以回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没。因此，信号处理的主要任务是除去噪声，提高信噪比。而现有气象雷达信号处理机的电路结构比较简单，去噪能力和抗干扰能力都较弱，主要问题是对目标信号处理的针对性不强，使背景噪声、信号噪声和静态噪声都没有得到很好的抑制，信噪比小，抗干扰性差。

实用新型内容本实用新型的目的是为了克服已有技术中存在的问题，提供一种雷达信号处理装置，使其能有效地抑制噪声，提高信噪比和抗干扰能力。为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下它具有一个信号采集电路和一个滤波放大电路，所述信号采集电路的输出端与滤波放大电路的输入端相接，所述滤波放大电路的输出端分为二路，一路直接接入信号处理器，另一路接入一个整形电路，所述整形电路的输出端又分为二路，一路直接接入信号处理器，另一路经过一个积分编码电路接入信号处理器，所述信号处理器的信号输出端与一个缓存器的输入端相接，所述缓存器的并行输出端与阵列开关相接。本实用新型进一步改进的技术方案如下所述的滤波放大电路由一个前置放大电路、一个高通滤波放大电路和一个带通滤波放大电路连接构成，所述的高通滤波放大电路由三个高通滤波放大器连接构成。所述的前置放大电路由一个T形滤波器、一个缓冲放大器和一个电压跟随器连接构成，所述的T形滤波器接在所述缓冲放大器的输入端。所述的缓存器由平行寄存器和十六进制寄存器连接构成，所述平行寄存器的时钟端CP接有一个分频器，该分频器的输入端与系统时钟端相接。本实用新型与已有技术相比具有以下特点一、本实用新型在前置放大电路中加入了一个T型滤波器，使整个电路的抗干扰能力大大增强。二、本实用新型采用三个高通滤波放大器将不需要的低频噪声逐一滤除，构成了比较理想的高通滤波曲线，对背景噪声进行了有效的抑制，提高了信噪比。[0014]三、本实用新型通过对滤波放大后的有效信号用整形和积分编码的方式进行分解，然后再用软件进行合成，形成一个包络信号，这一过程进一步去除了噪声和提高信噪比。四、由于本实用新型采用了上述有效的除噪和抗干扰措施，使信号处理(即针对云团)的针对性增强，从而取得了较为理想的处理效果，它具有信号噪声小，无背景噪声， 静态噪声轻微，信噪比大的优点。

[0016]图1、本实用新型的原理方框图。[0017]图2、信号采集电路原理图。[0018]图3、前置放大电路原理图。[0019]图4、高通滤波放大电路原理图。[0020]图5、带通滤波放大电路原理图。[0021]图6、整形和积分编码电路原理图。[0022]图7、信号处理器电路原理图。[0023]图8、寄存器、阵列开关和分频器电路原理图。[0024]图9、输出D、E、F、H端的信号时序图。
具体实施方式
参见图1、2，所述的信号采集电路1由电阻Rl和R2构成电阻分压器和一个电压跟随器Vl连接构成。雷达回波信号从信号输入端输入后经所述分压器的分压后通过电压跟随器Vl输出(输出A)。参见图1、3，所述的前置放大电路2-1由一个T形滤波器、一个缓冲放大器V4和一个电压跟随器V5连接构成，所述的T形滤波器由电容C7、C8和电阻RlO连接构成，它接在缓冲放大器V4的基极输入端。信号采集电路1输出的信号(输出A)经过T形滤波和缓冲放大后，再通过电压跟随器V5输出(输出B)，其中T形滤波器起到抗干扰的作用。参见图1、4，所述的高通滤波放大电路2-2由三个高通滤波放大器连接构成，所述的三个高通滤波放大器分别由运放U4A、U4B、U4C及它们的外围元件连接构成。通过对这三个高通滤波放大器中心频率的选取，使本滤波电路具备了较理想的高通滤波曲线。当上述前置放大电路输出的信号(输出B)经过该三级高通滤波放大器的滤波后，可有效地滤除低频背景噪声。参见图1、5，所述的带通滤波放大电路2-3是一个由运放N4D及其外围元件连接构成带通滤波放大器。该带通滤波放大器只对信号频带内的信号进行放大，可进一步滤掉信号频带之外的噪声。它输出的信号波形是图9中输出D所示的波形，该信号随着被测云团的不同，其频率和幅度也随之变化。参见图1、6，所述的整形电路3由一个整形放大器、一个电压放大器和一个电压跟随器连接构成，其中整形放大器由运放N7D及其外围元件连接构成，电压放大器由运放N7C 及其外围元件连接构成，电压跟随器由运放N7A构成。所述的积分编码电路4由运放N7B 及其外围元件连接构成。上述带通滤波放大电路输出的信号(输出D)经过整形放大器后，信号波形发生一个改变，其波形如图9中输出E所示，然后再经过电压放大后，由电压跟随器输出(输出E)；所述的积分编码电路对上述整形放大后的信号进行积分编码，形成一个编码信号，即如图9中输出F所示的信号，该编码信号随着输出E信号频率和幅度的不同， 其宽度随之变化。参见图1、7，所述的信号处理器5由一个单片机U8及其外围元件连接构成，上述输出D、E、F三路信号通过驱动器N6C、N6B、N6A分别送入单片机的Pl. 4、Pl. 3、Pl. 2端，该信号处理器5根据这三路信号的时序，用输出D的信号作原始参照，对输出E和输出F 二路信号进行合成，形成一个包络信号，并从Pl. 5端输出，并通过一个三极管驱动器V9后从输出 H端送出，该包络信号是图9中输出H端的信号。参见图1、8，所述的寄存器6由平行寄存器N12和十六进制寄存器N13连接构成。 上述单片机输出的包络信号串行送入该平行寄存器，该平行寄存器进行平行寄存后，又将数据串行输出送入十六进制寄存器，十六进制寄存器将数据并行输出，驱动阵列开关7的动作(开或关)。阵列开关7输出的信号送入显示器，通过显卡对数据的处理，用不同的灰度或色彩显示出云团的形状和云团不同位置点的云层厚度。其中十六进制寄存器可以根据需要的数据位数进行扩展。再参见图8，所述平行寄存器附3的时钟CP接有一个分频器附0，该分频器的输入端与系统时钟相接。系统时钟通过该分频器mo的分频后，可使平行寄存器m3的时钟频率增加二倍或更高，从而提高平行寄存器的存储精度。
权利要求1.一种雷达信号处理装置，其特征是它具有一个信号采集电路(1)和一个滤波放大电路0)，所述信号采集电路(1)的输出端与滤波放大电路O)的输入端相接，所述滤波放大电路O)的输出端分为二路，一路直接接入信号处理器(5)，另一路接入一个整形电路 (3)，所述整形电路的输出端又分为二路，一路直接接入信号处理器( ，另一路经过一个积分编码电路(4)接入信号处理器(5)，所述信号处理器( 的输出端与一个缓存器(6)的输入端相接，所述缓存器(6)的并行输出端与阵列开关(7)相接。
2.根据权利要求1所述的雷达信号处理装置，其特征是所述的滤波放大电路O)由一个前置放大电路(2-1)、一个高通滤波放大电路(2- 和一个带通滤波放大电路(2-3)连接构成，所述的高通滤波放大电路由三个高通滤波放大器连接构成。
3.根据权利要求1所述的雷达信号处理装置，其特征是所述的前置放大电路(2-1) 由一个T形滤波器、一个缓冲放大器(V4)和一个电压跟随器(％)连接构成，所述的T形滤波器接在所述缓冲放大器的输入端。
4.根据权利要求1、2或3所述的雷达信号处理装置，其特征是所述的缓存器(6)由平行寄存器(^ 和十六进制寄存器(附幻连接构成，所述平行寄存器的时钟端CP接有一个分频器(NlO)，该分频器的输入端与系统时钟端相接。
专利摘要本实用新型是一种雷达信号处理装置。它具有一个信号采集电路和滤波放大电路，所述滤波放大电路中包括前置放大电路、三个高通滤波放大器和一个带通滤波放大器。滤波后的信号被整形电路和积分编码电路分解，然后再用信号处理器对分解后信号进行合成，形成一个包络信号，该包络信号经缓存器缓存后输出一组并行数据码驱动阵列开关动作，阵列开关输出的信号送入显示器显示。本实用新型在前置放大电路中加入T形滤波器，增强整个电路抗干扰能力，同时，又采用了三个高通滤波和信号分解与合成等有效的除噪措施，取得了较为理想的处理效果，它具有针对性强、信号噪声小，无背景噪声，静态噪声轻微，信噪比大的优点。
文档编号G01S7/36GK202003027SQ20112008832
公开日2011年10月5日 申请日期2011年3月30日 优先权日2011年3月30日
发明者孟宪立, 李波, 王东宏, 艾思桥 申请人:陕西海博瑞德微电子有限公司