雷达、雷达信号的发射方法和计算机可读存储介质与流程

1.本发明涉及雷达探测技术领域，尤其涉及一种雷达、雷达信号的发射方法和计算机可读存储介质。


背景技术：

2.在雷达探测领域，雷达同时发射两个相关性较小的信号，并同时接收这两个信号，使得雷达能够有效避免频率选择性衰弱，达到具有空域覆盖高的优点。但两个信号的发射，需要两个接收机的进行接收，雷达的空域覆盖高的实现成本较高。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种雷达、雷达信号的发射方法和计算机可读存储介质，旨在解决雷达的空域覆盖高的实现成本较高的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供一种雷达信号的发射方法，应用于雷达，所述雷达信号的发射方法包括以下步骤：
5.获取第一雷达信号以及第二雷达信号，其中，所述第一雷达信号与所述第二雷达信号之间的相关性小于第一预设阈值；
6.发射所述第一雷达信号与所述第二雷达信号，以使所述第一雷达信号以及所述第二雷达信号的回波信号位于所述雷达的接收机的接收范围内。
7.在一实施例中，所述发射所述第一雷达信号与所述第二雷达信号的步骤包括：
8.根据所述接收机的接收范围调整所述第一雷达信号的第一发射角度以及所述第二雷达信号的第二发射角度；
9.按照调整后的所述第一发射角度发射所述第一雷达信号，且按照调整后的所述第二发射角度发射所述第二雷达信号。
10.在一实施例中，所述雷达根据所述接收范围，对所述第一雷达信号以及所述第二雷达信号进行移相，以调整所述第一雷达信号的第一发射角度以及所述第二雷达信号的第二发射角度；调整发射角度的所述第一雷达信号朝小于预设高度的空域发射，且调整发射角度的所述第二雷达信号朝大于预设高度的空域发射。
11.在一实施例中，所述雷达信号的发射方法，还包括：
12.获取所述雷达的扫描要求；
13.在所述扫描要求为空域覆盖扫描时，获取第一雷达信号以及第二雷达信号；
14.在所述扫描要求为远距离扫描时，获取两个相同的第一雷达信号，并发射各个所述第一雷达信号。
15.在一实施例中，在所述第一雷达信号与所述第二雷达信号之间的频率间隔大于第二预设阈值且小于第三预设阈值，所述第一雷达信号与所述第二雷达信号的带宽小于第四预设阈值时，所述第一雷达信号与所述第二雷达信号之间的相关性小于第一预设阈值；所述第四预设阈值为所述第三预设阈值一半。
16.在一实施例中，所述第一雷达信号与所述第二雷达信号为同一频率源产生。
17.在一实施例中，所述发射所述第一雷达信号与所述第二雷达信号的步骤之后，还包括：
18.通过所述接收机接收所述第一雷达信号对应的第一回波信号以及所述第二雷达信号对应的第二回波信号；
19.根据所述第一回波信号以及所述第二回波信号确定所述雷达的扫描对象。
20.为实现上述目的，本发明还提供一种雷达，所述雷达包括：
21.频率源，用于获取第一雷达信号以及第二雷达信号，其中，所述第一雷达信号与所述第二雷达信号之间的相关性小于第一预设阈值；
22.第一发射模块，用于发射所述第一雷达信号，以使所述第一雷达信号的回波信号位于所述雷达的接收机的接收范围内；
23.第二发射模块，用于发射所述第二雷达信号，以使所述第二雷达信号的回波信号位于所述雷达的接收机的接收范围内；
24.接收机，用于接收所述第一雷达信号以及所述第二雷达信号的回波信号。
25.在一实施例中，所述第一发射模块包括第一发射机以及第一发射天线阵，所述第二发射模块包括第二发射机以及第二发射天线阵，其中，
26.所述第一发射机，用于根据所述接收机的接收范围调整所述第一雷达信号的第一发射角度；
27.所述第二发射机，用于根据所述接收机的接收范围调整所述第二雷达信号的第二发射角度；
28.所述第一发射天线阵，用于按照调整后的所述第一发射角度发射所述第一雷达信号；
29.所述第二发射天线阵，用于按照调整后的所述第二发射角度发射所述第二雷达信号。
30.为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有发射程序，所述发射程序被处理器执行时实现如上所述的雷达信号的发射方法的各个步骤。
31.本发明提供的雷达、雷达信号的发射方法和计算机可读存储介质，雷达获取相关性小于第一预设阈值的第一雷达信号以及第二雷达信号，并发射第一雷达信号以及第二雷达信号，使得第一雷达信号以及第二雷达信号的回波信号位于雷达接收机的接收范围内。本发明中两个相关性较小的雷达信号的回波信号位于雷达接收机的接收范围内，使得一个接收机可以接收到两个雷达信号以实现雷达的空域覆盖高的优点，而无需配置两个接收机分别接收两个雷达信号，降低了雷达空域覆盖高的实现成本。
附图说明
32.图1为本发明实施例涉及的雷达的硬件结构示意图；
33.图2为本发明雷达信号的发射方法第一实施例的流程示意图；
34.图3为本发明雷达信号的发射方法第二实施例中步骤s20的细化流程示意图；
35.图4为本发明雷达信号的发射方向图；
36.图5为本发明两个回波信号的频率图；
37.图6为本发明雷达的一结构示意图；
38.图7为本发明雷达的另一结构示意图。
39.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
40.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.本发明实施例的主要解决方案是：获取第一雷达信号以及第二雷达信号，其中，所述第一雷达信号与所述第二雷达信号之间的相关性小于第一预设阈值；发射所述第一雷达信号与所述第二雷达信号，以使所述第一雷达信号以及所述第二雷达信号的回波信号位于所述雷达的接收机的接收范围内。
42.本发明中两个相关性较小的雷达信号的回波信号位于雷达接收机的接收范围内，使得一个接收机可以接收到两个雷达信号以实现雷达的空域覆盖高的优点，而无需配置两个接收机分别接收两个雷达信号，降低了雷达空域覆盖高的实现成本。
43.如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的雷达的硬件结构示意图。
44.如图1所示，本发明实施例方案涉及是雷达。雷达可以包括：处理器101，例如cpu，通信总线102，存储器103。其中，通信总线102用于实现这些组件之间的连接通信。本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对雷达的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
45.如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器中可以包括发射程序。
46.在图1所示的装置中，处理器101可以用于调用存储器103中存储的发射程序，并执行以下操作：
47.获取第一雷达信号以及第二雷达信号，其中，所述第一雷达信号与所述第二雷达信号之间的相关性小于第一预设阈值；
48.发射所述第一雷达信号与所述第二雷达信号，以使所述第一雷达信号以及所述第二雷达信号的回波信号位于所述雷达的接收机的接收范围内。
49.在一实施例中，处理器101可以调用存储器103中存储的发射程序，还执行以下操作：
50.根据所述接收机的接收范围调整所述第一雷达信号的第一发射角度以及所述第二雷达信号的第二发射角度；
51.按照调整后的所述第一发射角度发射所述第一雷达信号，且按照调整后的所述第二发射角度发射所述第二雷达信号。
52.在一实施例中，处理器101可以调用存储器103中存储的发射程序，还执行以下操作：
53.所述雷达根据所述接收范围，对所述第一雷达信号以及所述第二雷达信号进行移相，以调整所述第一雷达信号的第一发射角度以及所述第二雷达信号的第二发射角度；调
整发射角度的所述第一雷达信号朝小于预设高度的空域发射，且调整发射角度的所述第二雷达信号朝大于预设高度的空域发射。
54.在一实施例中，处理器101可以调用存储器103中存储的发射程序，还执行以下操作：
55.获取所述雷达的扫描要求；
56.在所述扫描要求为空域覆盖扫描时，获取第一雷达信号以及第二雷达信号；
57.在所述扫描要求为远距离扫描时，获取两个相同的第一雷达信号，并发射各个所述第一雷达信号。
58.在一实施例中，处理器101可以调用存储器103中存储的发射程序，还执行以下操作：
59.在所述第一雷达信号与所述第二雷达信号之间的频率间隔大于第二预设阈值且小于第三预设阈值，所述第一雷达信号与所述第二雷达信号的带宽小于第四预设阈值时，所述第一雷达信号与所述第二雷达信号之间的相关性小于第一预设阈值；所述第四预设阈值为所述第三预设阈值一半。
60.在一实施例中，处理器101可以调用存储器103中存储的发射程序，还执行以下操作：
61.所述第一雷达信号与所述第二雷达信号为同一频率源产生。
62.在一实施例中，处理器101可以调用存储器103中存储的发射程序，还执行以下操作：
63.通过所述接收机接收所述第一雷达信号对应的第一回波信号以及所述第二雷达信号对应的第二回波信号；
64.根据所述第一回波信号以及所述第二回波信号确定所述雷达的扫描对象。
65.本实施例根据上述方案，雷达获取相关性小于第一预设阈值的第一雷达信号以及第二雷达信号，并发射第一雷达信号以及第二雷达信号，使得第一雷达信号以及第二雷达信号的回波信号位于雷达接收机的接收范围内。本发明中两个相关性较小的雷达信号的回波信号位于雷达接收机的接收范围内，使得一个接收机可以接收到两个雷达信号以实现雷达的空域覆盖高的优点，而无需配置两个接收机分别接收两个雷达信号，降低了雷达空域覆盖高的实现成本。
66.在雷达探测领域，采用频率分集技术的雷达与采用单频点雷达相比，具有空域覆盖高或数据率高的优点。传统的频率分集技术是同时发射两个频率间隔较大的信号，同时接收这两个频率不同的射频信号，由于工作频率不同，电磁波之间的相关性极小。
67.频率分集能够有效避免雷达信号频率选择性衰弱，但是成倍地增加了雷达中接收机数量，成本较高，且需占用较多的频谱资源，频谱利用率较低。
68.基于此种问题，提出本发明雷达信号的发射方法的实施例。
69.参照图2，图2为本发明雷达信号的发射方法的第一实施例，所述雷达信号的发射方法包括以下步骤：
70.步骤s10，获取第一雷达信号以及第二雷达信号，其中，所述第一雷达信号与所述第二雷达信号之间的相关性小于第一预设阈值；
71.在本实施例中，执行主体为雷达。雷达设有频率源，频率源可以产生用于探测的雷
达信号，雷达信号可为射频信号，且第一雷达信号与第二雷达信号可以是同时产生。
72.雷达通过频率源获取第一雷达信号以及第二雷达信号，为了能够实现雷达的空域覆盖高的优点，第一雷达信号与第二雷达信号之间的相关性小于第一预设阈值，也即两个雷达信号的频率间隔大于预设频率间隔。第一雷达信号以及第二雷达信号可以通过同一个频率源产生，以节省雷达成本，当然，第一雷达信号与第二雷达信号也可以通过不同的频率源产生。
73.在第一雷达信号与第二雷达信号之间的频率间隔大于第二预设阈值且小于第三预设阈值，第一雷达信号与第二雷达信号的带宽小于第四预设阈值时，即可确定第一雷达信号与第二雷达信号之间的相关性小于第一预设阈值。第二预设阈值可以为任意合适的数值，例如，第二预设阈值可以为100mhz。而第三预设阈值可以为第四预设阈值的两倍。例如，一个频率源同时产生两个不同频率的射频信号f
c1
和f
c2
，这两个射频信号中心频率间隔小于100mhz，大于f3(mhz)，且f
c1
和f
c2
的带宽小于(mhz)，f
c1
和f
c2
的带宽相同，从而使得两个射频信号无需占用较多的频率资源，提高了频率利用率。
74.步骤s20，发射所述第一雷达信号与所述第二雷达信号，以使所述第一雷达信号以及所述第二雷达信号的回波信号位于所述雷达的接收机的接收范围内。
75.雷达设有两个发射天线阵，雷达通过不同的发射天线阵分别发射第一雷达信号以及第二雷达信号。为了提高了雷达的空域覆盖，第一雷达信号可以朝探测高空的方向发射，而第二雷达信号可以朝探测低空的方向发射，但第一雷达信号以及第二雷达信号的发射角度有对应的范围区间，在该范围区域内发送雷达信号，能够使得雷达的接收机接收到雷达信号的回波信号，也即第一雷达信号的回波信号以及所述第二雷达信号的回波信号位于接收机的接收范围内，从而实现接收机同时接收两个雷达信号所对应的回波信号，而无需在雷达中设置两个接收机以分别接收雷达信号，节省了雷达空域覆盖高的实现成本。通过此种方式，不需要增加接收机的通道数量，不需要增加设备成本，也即在能够在不增加成本的条件下，采用频率分集技术提高雷达俯仰空域覆盖能力，也即使得雷达能够在俯仰面实现较大的空域覆盖。
76.需要说明的是，雷达可以通过调整发射天线阵的方向调整雷达信号的发射角度，使得第一雷达信号以及第二雷达信号的回波信号位于接收机的接收范围内。雷达也可以通过内部处理直接将第一雷达信号以及第二雷达信号的发射角度进行调整，使得发射后的第一雷达信号以及第二雷达信号的回波信号位于接收机的接收范围内。
77.在本实施例提供的技术方案中，雷达获取相关性小于第一预设阈值的第一雷达信号以及第二雷达信号，并发射第一雷达信号以及第二雷达信号，使得第一雷达信号以及第二雷达信号的回波信号位于雷达接收机的接收范围内。本发明中两个相关性较小的雷达信号的回波信号位于雷达接收机的接收范围内，使得一个接收机可以接收到两个雷达信号以实现雷达的空域覆盖高的优点，而无需配置两个接收机分别接收两个雷达信号，降低了雷达空域覆盖高的实现成本。
78.参照图3，图3为本发明雷达信号的发射方法的第二实施例，基于第一实施例，所述步骤s20包括：
79.步骤s21，根据所述接收机的接收范围调整所述第一雷达信号的第一发射角度以
及所述第二雷达信号的第二发射角度；
80.步骤s22，按照调整后的所述第一发射角度发射所述第一雷达信号，且按照调整后的所述第二发射角度发射所述第二雷达信号。
81.在本实施例中，接收机具有一定的接收范围，接收范围通过接收机的接收角度进行表征。雷达信号在呈一定的角度发射后，回波信号也会呈一定的角度的被接收，也即雷达信号的发射角度与其对应的回波信号的接收角度是有一定的映射关系。雷达只需要保证回波信号的接收角度在接收机的接收范围内即可。对此，雷达可以通过接收机的接收范围确定接收机的最大接收角度以及最小接收角度，从而通过最大接收角度以及最小接收角度确定回波信号的接收角度，例如，回波信号的最大接收角度为接收范围的最大接收角度，且回波信号的最小接收角度为接收范围的最小接收角度；雷达再根据回波信号的接收角度以及映射关系确定出雷达信号的发射角度。因此，雷达可以根据接收机的接收范围确定出第一雷达信号的第一发射角度以及第二雷达信号的第二发射角度。
82.雷达再确定第一发射角度以及第二发射角度后，按照第一发射角度发射第一雷达信号，且按照第二发射角度发射第二雷达信号，即可使得第一雷达信号的回波信号以及第二雷达信号的回波信号能够被接收机接收。
83.需要说明的是，雷达至少设有第一发射模块以及第二发射模块，第一发射模块包括多通道发射机1以及发射天线阵1，第二发射模块包括多通道发射机2以及发射天线阵2，频率源产生第一雷达信号以及第二雷达信号后，第一雷达信号输入至多通道发射机1，通过多通道发射机1对第一雷达信号进行移相，改变第一雷达信号的发射角度，也即使得第一雷达信号能够向高空发射，多通道发射机1将移相后的第一雷达信号传输至发射天线阵1，使得发射天线阵发射移相的第一雷达信号，移相的第一雷达信号即可视为以第一发射角度发射的雷达信号。同理，第二雷达信号输入至多通道发射机2，通过多通道发射机2对第二雷达信号进行移相，改变第二雷达信号的发射角度，也即使得第二雷达信号能够向高空发射，多通道发射机2将移相后的第二雷达信号传输至发射天线阵2，使得发射天线阵发射移相的第二雷达信号，移相的第二雷达信号即可视为以第二发射角度发射的雷达信号。可以理解的是，雷达根据接收范围，对第一雷达信号以及第二雷达信号进行移相，以调整第一雷达信号的第一发射角度以及第二雷达信号的第二发射角度；使得调整发射角度的第一雷达信号朝小于预设高度的空域发射，且使得调整发射角度的第二雷达信号朝大于预设高度的空域发射。预设高度即为界定高空空域与低空空域的高度，预设高度可为任意合适的数值。或者，调整发射角度的第一雷达信号朝大于预设高度的空域发射，且使得调整发射角度的第二雷达信号朝小于预设高度的空域发射。
84.参照图4，图4为雷达信号的发射方向图，图4中实线为第一雷达信号的发射方向，虚线为第二雷达信号的发射方向。
85.进一步的，雷达通过接收机接收第一雷达信号对应的第一回波信号以及第二雷达信号对应的第二回波信号，再根据第一回波信号以及第二回波信号确定雷达的扫描对象。具体的，接收机连接有接收天线阵，接收机的接收范围通过接收天线阵的接收角度范围表征。接收天线阵将接收的第一回波信号以及第二回波信号传输至接收机，接收机再将第一回波信号以及第二回波信号传输至雷达的信号处理机，信号处理机对第一回波信号以及第二回波信号进行处理即可监测到雷达扫描到的对象。
86.接收回波信号时，接收天线和接收机同时接收两个不同频率的回波信号，经处理后输出到信号处理机的中频回波信号包含两个频率不同的信号，射频信号f
c1
对应的中频回波信号为f
01
，射频信号f
c2
对应的中频回波信号为f
02
。如图5，图5为两个回波信号的频谱图。在信号处理机内部，先分别对回波信号进行数字化采样后得到两个数字信号，再分别对数字信号进行两次不同的数字下变频处理，得到两组回波信号的基带信号，经过对基带信号的信号处理检测后，能够同时检测出俯仰不同空域的目标信息。
87.参照图6，图6为雷达的结构示意图，也即雷达包括频率源、多通道发射机1、多通道发射机2、发射天线阵1、发射天线阵2、接收天线阵、接收机以及信号处理机，图6中箭头表征雷达信号的传输方向，且频率源与信号处理机之间的箭头表征频率源产生的雷达信号发射后的回波信号最终传输至信号处理机。
88.在本实施例提供的技术方案中，雷达通过接收机的接收范围确定出第一雷达信号的第一发射角度以及第二雷达信号的第二发射角度，使得接收机能够同时接收两个雷达信号分别对应的回波信号。
89.在一实施例中，所述雷达信号的发射方法，还包括：
90.获取所述雷达的扫描要求；
91.在所述扫描要求为空域覆盖扫描时，获取第一雷达信号以及第二雷达信号；
92.在所述扫描要求为远距离扫描时，获取两个相同的第一雷达信号，并发射各个所述第一雷达信号。
93.本实施例中，雷达中设有扫描要求。扫描要求包括空域覆盖扫描以及远距离扫描，空域覆盖扫描指的是雷达需要实现空域覆盖高的扫描任务，而远距离扫描指的是雷达需要进行远距离扫描。若是扫描要求为空域覆盖扫描时，雷达即获取由同一频率源产生的相关性小的第一雷达信号以及雷达信号，也即执行步骤s10
‑
步骤s20，进行空域覆盖高的扫描任务；若是扫描要求为远距离扫描，则获取频率源产生的两个频率相同的第一雷达信号，并发射两个第一雷达信号，实现远距离的目标探测。
94.参照图7，图7为本发明提供的雷达，所述雷达包括：
95.频率源10，用于获取第一雷达信号以及第二雷达信号，其中，所述第一雷达信号与所述第二雷达信号之间的相关性小于第一预设阈值；
96.第一发射模块20，用于发射所述第一雷达信号，以使所述第一雷达信号的回波信号位于所述雷达的接收机的接收范围内；
97.第二发射模块30，用于发射所述第二雷达信号，以使所述第二雷达信号的回波信号位于所述雷达的接收机的接收范围内；
98.接收机40，用于接收所述第一雷达信号以及所述第二雷达信号的回波信号。
99.进一步的，所述第一发射模块包括第一发射机以及第一发射天线阵，所述第二发射模块包括第二发射机以及第二发射天线阵，其中，
100.所述第一发射机，用于根据所述接收机的接收范围调整所述第一雷达信号的第一发射角度；
101.所述第二发射机，用于根据所述接收机的接收范围调整所述第二雷达信号的第二发射角度；
102.所述第一发射天线阵，用于按照调整后的所述第一发射角度发射所述第一雷达信
号；
103.所述第二发射天线阵，用于按照调整后的所述第二发射角度发射所述第二雷达信号。
104.进一步的，所述雷达包括：
105.信号处理模块，用于根据所述第一雷达信号对应的第一回波信号以及所述第二雷达信号对应的第二回波信号确定所述雷达的扫描对象。
106.需要说明的是，接收机通过接收天线阵接收第一回波信号以及第二回波信号，且将第一回波信号以及第二回波信号传输至信号处理模块；而信号处理模块即为信号处理机。
107.雷达中各个模块的工作流程可以参照上述实施例，在此不再进行赘述。
108.本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有发射程序，所述发射程序被处理器执行时实现如上实施例所述的页岩地层的开发结果确定方法的各个步骤。
109.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
110.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
111.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
112.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。