一种便携式雷达信号采集装置及系统的制作方法

1.本实用新型涉及雷达技术领域，尤其涉及一种便携式雷达信号采集装置及系统。


背景技术：

2.传统雷达设备的信号采集采用超外差接收测量体制，将接收到的信号与本地振荡器生成的信号进行混频，输出中频信号进行后续的数字信号处理，导致设备工作功耗高，不便于携带使用。
3.在非合作环境下或者一些安全性要求高的户外场所中，需要隐蔽地采集雷达目标辐射信号，但是现有技术依靠固定的检测设备，且功耗高，需要外部电源持续供电；或者即便可以携带，但是由于检测设备体积或重量偏大，存在携带不方便、隐蔽性低等缺点。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种便携式雷达信号采集装置及系统，集成度高，具有小型化、轻量化、低功耗的特点。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：
6.一种便携式雷达信号采集装置，包括设置于壳体内的天线模块、射频信号接收模块、信号处理模块和无线通信模块，所述天线模块、射频信号接收模块、信号处理模块和无线通信模块依次连接，使得天线模块接收的雷达信号依次经过射频信号接收模块和信号处理模块后得到的采集结果，通过无线通信模块发送给无线终端。
7.进一步的，所述射频信号接收模块包括滤波单元和通道分配单元，所述信号处理模块包括单比特采样单元和处理器单元，所述滤波单元的输入端和天线模块连接，所述滤波单元的输出端通过通道分配单元的第一通道和单比特采样单元连接，所述单比特采样单元的输出端和处理器单元的第一输入端连接，所述处理器单元还和无线通信模块连接。
8.进一步的，所述射频信号接收模块还包括检波单元，所述信号处理模块还包括信号采集单元，所述滤波单元的输出端还通过通道分配单元的第二通道和检波单元、信号采集单元依次连接，所述信号采集单元的输出端和处理器单元的第二输入端连接。
9.进一步的，所述射频信号接收模块还包括限幅单元，所述限幅单元设置于滤波单元和天线模块之间。
10.进一步的，所述射频信号接收模块还包括放大器单元，所述放大器单元设置于滤波单元和通道分配单元之间。
11.进一步的，所述处理器单元包括fpga单元和arm处理器，所述单比特采样单元的输出端和fpga单元的第一接口连接，所述信号采集单元的输出端和fpga单元的第二接口连接，所述fpga单元通过arm处理器和无线通信模块连接。
12.进一步的，所述信号处理模块还包括存储单元，所述arm处理器的输出端和存储单元连接。
13.进一步的，还包括时统定位模块，所述时统定位模块和信号处理模块连接，使得信号处理模块通过时统定位模块获取时间和位置信息。
14.进一步的，还包括充电电源模块，所述充电电源模块和射频信号接收模块、信号处理模块、无线通信模块的供电端分别连接。
15.本实用新型还提出一种便携式雷达信号采集系统，包括无线终端以及任一所述的便携式雷达信号采集装置，所述便携式雷达信号采集装置的无线通信模块通过wifi或蓝牙和无线终端连接。
16.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
17.1.本实用新型在壳体中设置了天线模块、射频信号接收模块、信号处理模块、无线通信模块，集成度较高，并且能够通过无线通信模块将信号处理模块处理后的数据发送给无线终端，从而确保能够通过无线终端在现场或者远程查看数据，保证了数据采集的实时性。
18.2.本实用新型的信号处理模块包括单比特采样单元，滤波单元的输出端通过通道分配单元的第一通道和单比特采样单元连接，单比特采样单元的输出端和处理器单元的第一输入端连接，从而实现单比特参数测量，单比特采样单元相比传统的超外差接收功耗更低，且扩大了瞬时带宽、提高了运算速度。
19.3.本实用新型在壳体中还设置了充电电源模块，可以在无外接电源的情况下独立工作，从而进一步提高了便携性。
附图说明
20.图1为本实用新型实施例的便携式雷达信号采集装置的结构框图。
21.图2为本实用新型实施例中的射频信号接收模块的具体结构框图。
22.图3为本实用新型实施例中的信号处理模块的具体结构框图。
23.图4为本实用新型实施例中的时统定位模块的具体结构框图。
24.图5为本实用新型实施例中的充电电源模块的具体结构框图。
25.图例说明：1-天线模块、2-射频信号接收模块、3-信号处理模块、4-无线通信模块、5-时统定位模块、6-充电电源模块、21-滤波单元、22-通道分配单元、23-检波单元、24-限幅单元、25-放大器单元、31-单比特采样单元、32-处理器单元、33-信号采集单元、34-存储单元、321-fpga单元、322-arm处理器、101-壳体。
具体实施方式
26.以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。
27.如图1所示，本实施例提出一种便携式雷达信号采集装置，包括设置于壳体101内的天线模块1、射频信号接收模块2、信号处理模块3和无线通信模块4，天线模块1、射频信号接收模块2、信号处理模块3和无线通信模块4依次连接，壳体101内还设置有时统定位模块5和充电电源模块6，时统定位模块5和信号处理模块3连接，充电电源模块6和天线模块1、射频信号接收模块2、信号处理模块3、无线通信模块4、时统定位模块5的供电端分别连接，通过该结构，本实施例的便携式雷达信号采集装置将天线模块1、射频信号接收模块2、信号处
理模块3、无线通信模块4、时统定位模块5和充电电源模块6均集成于壳体101中，具有较高的集成度，从而具备较为全面的功能，使得天线模块1接收的雷达信号经过射频信号接收模块2预处理后得到射频信号，射频信号经过信号处理模块3处理后得到采集结果，采集结果通过无线通信模块4发送给无线终端，并且时统定位模块5可以获取时间和位置信息给信号处理模块3，无线终端也可以下发控制命令和设置参数给信号处理模块3，此外，充电电源模块6可以在无外接电源的情况下，维持各功能模块正常工作，从而进一步提高了便携性。
28.本实施例中，天线模块1包括宽带偶极子天线与喇叭天线，采用宽带偶极子天线与喇叭天线相结合的方式，天线模块1可以提高天线增益，便于接收目标频段的雷达信号，本实施例中，目标频段为8ghz～12ghz宽频带。
29.如图2所示，本实施例中，射频信号接收模块2由滤波单元21、通道分配单元22、检波单元23、限幅单元24、放大器单元25组成，接收来自天线模块1的射频信号，并进行放大、滤波、检波等处理，其中：
30.滤波单元21采用滤波器，用于滤除8ghz～12ghz以外的信号；
31.通道分配单元22采用功分器，能够将输入的信号一分为二输出；
32.检波单元23采用检波器，用于对输入信号进行包络检波后输出视频检波信号；
33.限幅单元24采用限幅器，设置于滤波单元21和天线模块1之间，用于防止设备工作时接收通道前级放大电路被泄露的高功率信号烧毁，同时不影响对低电平有用信号的接收；
34.放大器单元25采用放大器，设置于滤波单元21和通道分配单元22之间，用于对滤波单元21滤波后的信号进行放大处理，保证设备具有较好的噪声系数和输入信号动态范围要求。
35.如图2和图3所示，本实施例中，信号处理模块3包括单比特采样单元31和处理器单元32，单比特采样单元31采用单比特adc，可以对输入信号进行单比特采样，滤波单元21的输入端和天线模块1连接，滤波单元21的输出端和单比特采样单元31连接，单比特采样单元31的输出端和处理器单元32的第一输入端连接，通过单比特采样单元31对滤波单元21输出的信号进行单比特采样，处理器单元32能够根据单比特采样结果在后续的信号处理过程中消除dft运算中的乘法部分，以扩大瞬时带宽、提高运算速度，单比特采样相比传统的超外差接收具有功耗低的特点。
36.如图2和图3所示，本实施例中，信号处理模块3还包括信号采集单元33，滤波单元21的输出端通过通道分配单元22的第一通道和单比特采样单元31连接，滤波单元21的输出端还通过通道分配单元22的第二通道和检波单元23、信号采集单元33依次连接，信号采集单元33的输出端和处理器单元32的第二输入端连接。本实施例中，通道分配单元22将输入的信号一分为二输出，一路供给单比特采样单元31进行超宽带采集，一路给检波单元23进行对数视频检波；本实施例中，检波单元23采用检波器对输入信号进行包络检波后输出视频检波信号给信号采集单元32；本实施例中，信号采集单元33采用低速adc，用于对视频检波信号进行低速adc采样。
37.如图3所示，本实施例中，处理器单元32包括fpga单元321和arm处理器322，单比特采样单元31的输出端通过高速串行接口和fpga单元321的第一接口连接，信号采集单元32的输出端和fpga单元321的第二接口连接，fpga单元321通过arm处理器322和无线通信模块
4连接。fpga单元321分根据单比特采样单元31和信号采集单元32的采样结果，测量脉冲信号的载频、脉宽、重频等参数，并形成pdw参数(脉冲描述字，包括频率、幅度、脉宽、到达时间)，然后发送给arm处理器322。本实施例中，arm处理器322用于对时统定位模块5、无线通信模块4、充电电源模块6进行控制与管理，如图3所示，arm处理器322和时统定位模块5、无线通信模块4分别连接。
38.如图3所示，本实施例中，信号处理模块3还包括存储单元34，arm处理器322的输出端和存储单元34连接，存储单元34采用sd卡，以节约成本，并且减小占用空间。
39.通过上述结构，arm处理器322可以将所获取的pdw参数作为采集结果存储在存储单元34或者发送给无线通信模块4后控制无线通信模块4发送给无线终端。
40.如图4所示，本实施例中的时统定位模块5设置于壳体101外部的时统定位天线和设置于壳体101内部的时统定位处理单元，时统定位天线可以接收gps、北斗、galileo的信号，并传递给时统定位处理单元，时统定位处理单元通过i2c接口将时间和位置信息传递给信号处理模块3，从而使得信号处理模块3通过时统定位模块5获取时间和位置信息。
41.如图5所示，本实施例中的充电电源模块6包括充电电路、充电电池和电源电路，充电电池通过电源电路和射频信号接收模块2、信号处理模块3、无线通信模块4、时统定位模块5的供电端分别连接，从而能够无外接电源的情况下，维持各功能模块正常工作。本实施例中，壳体101上设有充电接口，外部电源可通过市电电源适配器或者车载电源适配器经充电接口和充电电路连接，从而为充电电池进行充电。
42.本实施例中的无线通信模块4包括wifi天线和wifi处理单元，wifi天线通过wifi处理单元和信号处理模块3连接，可获取信号处理模块3发送的信号并通过wifi网络上传至无线终端，同时也可以通过wifi网络获取无线终端的控制指令和设置参数并发送给信号处理模块3。
43.或者，本实施例中的无线通信模块4包括蓝牙天线和蓝牙处理单元，蓝牙天线通过蓝牙处理单元和信号处理模块3连接，可获取信号处理模块3发送的信号并通过蓝牙网络上传至无线终端，同时也可以通过蓝牙网络获取无线终端的控制指令和设置参数并发送给信号处理模块3。
44.本实施例还提出一种便携式雷达信号采集系统，包括无线终端以及本实施例的便携式雷达信号采集装置，便携式雷达信号采集装置的无线通信模块4通过wifi或者蓝牙网络和无线终端连接，本实施例中，无线终端可以为手机或者平板电脑，操作人员可以通过手机或者平板电脑查看无线通信模块4所发送的数据，或者通过手机或者平板电脑向无线通信模块4发送操作指令，从而实现工作参数设置和工作状态监测。
45.上述只是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。