微功率冲击雷达系统接收信号处理电路设计的知识点主要涉及雷达系统的工作原理、接收电路的硬件结构与设计、信号处理的方法、以及如何通过设计来实现微功率冲击雷达的特定功能。以下详细知识点:
1. 微功率冲击雷达系统定义与特点:
微功率冲击雷达是一种利用极窄脉冲信号进行发射与接收的雷达技术,区别于传统雷达,它不需要对发射信号进行载波调制,也不需要对接收信号进行载波解调。其优点在于小功率、长寿命、低成本以及广泛的应用前景。
2. 超宽带(UWB)技术:
超宽带雷达是微功率冲击雷达的一种类型。其发射信号是基带极窄脉冲,能够实现高分辨率的距离探测。雷达的距离分辨率正比于发射脉冲的宽度,可以达到厘米级。
3. 工作原理与系统组成:
微功率冲击雷达的工作原理包括脉冲发射机产生脉冲信号、通过脉冲整形触发产生极窄脉冲并通过宽带天线发射出去,同时脉冲信号经过延时电路产生距离门信号以选择接收信号,接收采样电路接收到回波信号后,信号通过积分电路、放大电路和滤波电路,最终通过A/D采集卡传输到计算机处理。
4. 穿墙生命探测与频率选择:
文章指出微功率冲激雷达技术在穿墙生命探测方面应用时,选择低频工作频段,因为低频电磁波在穿过混凝土墙壁时衰减较小,适合用于穿透探测。
5. 硬件电路设计:
接收信号处理电路的设计需要包括取样积分电路、可变延迟单元、带通滤波电路和放大滤波电路。取样积分电路通过相关检测提高信噪比,并通过带通滤波电路和放大电路实现对目标信号的接收与检测。带通滤波器设计需要考虑电路的通频带平坦性以及在指定的频率范围内提供足够的信号增益。
6. 放大滤波电路设计:
放大滤波电路对UWB雷达的信号进行放大和滤波,并为人体生命参数检测及距离信息的探测提供硬件支持。电路设计时需要注意信号的低频响应以及对弱信号的放大。放大滤波电路一般由前置放大电路、中间级放大电路和后级放大电路三部分构成,同时包含低通滤波、高通滤波和带阻滤波功能,以提取出特定频率范围内的信号。
7. 雷达系统的结构框图:
描述了微功率冲击雷达探测系统的结构框图,指出系统主要由脉冲发射机、接收机、信号处理电路和天线组成。这一框图详细说明了雷达系统各个部分是如何协同工作的。
8. 相关检测与双门限检测:
接收系统电路设计基于相关检测和距离窗的双门限检测方法,这种方法结合了信号的同步参考脉冲信号和接收信号的采样积分,提高信噪比,从而增强目标检测的能力。
通过以上的知识点,可以深入理解微功率冲击雷达系统接收信号处理电路设计的各个方面,从理论基础到实际应用的硬件实现,以及如何通过特定设计提高雷达系统的探测能力和精确度。