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一种用于连续波雷达的射频对消系统及射频对消方法

阅读:451发布:2024-02-23

专利汇可以提供一种用于连续波雷达的射频对消系统及射频对消方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开一种用于连续波雷达的射频对消系统及射频对消方法,该系统包括: 信号 获取模 块 ,用于从发射通道中获取部分发射信号输出;矢量调 制模 块,用于输入一路部分发射信号,执行先移相、再 正交 调制的幅度与 相位 调制后,输出与进入接收通道的泄露信号反相的初始对消信号;增益调节模块,用于对初始对消信号进行增益调节,输出与泄露信号等幅的目标对消信号;对消模块,用于将目标对消信号接入接收通道中并与泄露信号进行 叠加 ,得到对消后接收信号。本发明具有实现结构简单、能够实现全相范围 射频信号 对消且对消效果好、所需成本低、以及适用范围广等优点。,下面是一种用于连续波雷达的射频对消系统及射频对消方法专利的具体信息内容。

1.一种用于连续波雷达的射频对消系统,其特征在于,包括:
信号获取模(1),用于从发射通道中获取部分发射信号输出;
矢量调制模块(2),用于输入一路所述部分发射信号,执行先移相、再正交调制的幅度与相位调制后,输出与进入接收通道的泄露信号反相的初始对消信号;
增益调节模块(3),用于对所述初始对消信号进行增益调节,输出与所述泄露信号等幅的目标对消信号;
对消模块(4),用于将目标对消信号接入接收通道中并与所述泄露信号进行叠加,得到对消后接收信号;
还包括分别与所述信号获取模块(1)、所述矢量调制模块(2)、所述增益调节模块(3)以及对消模块(4)连接的用于检测对消后误差,并控制产生目标对消信号的误差检测及控制模块(5);所述误差检测及控制模块(5)包括依次连接的参考源单元、镜像抑制混频单元、混频单元以及数据采集及处理单元,所述镜像抑制混频单元输入所述信号获取模块(1)输出的一路所述部分发射信号,并与所述参考源单元产生的参考源信号进行镜像抑制混频,输出镜像抑制混频后信号;所述混频单元将所述镜像抑制混频后信号与所述对消模块(4)得到的对消后接收信号进行混频,得到带有误差偏移的中频检测信号输出;所述数据采集及处理单元采样所述中频检测信号、所述参考源信号进行比较,得到对消后误差,根据所述对消后误差产生控制信号控制所述矢量调制模块(2)、以及所述增益调节模块(3)。
2.根据权利要求1所述的用于连续波雷达的射频对消系统,其特征在于,所述矢量调制模块(2)包括:
移相单元(21),用于将所述部分发射信号进行初始移相,输出移相后信号;
正交调制单元(22),用于将所述移相后信号正交耦合为两路正交信号,所述两路正交信号分别进行幅度调制后合路为一路信号,得到与所述泄露信号反相的初始对消信号输出。
3.根据权利要求2所述的用于连续波雷达的射频对消系统,其特征在于,所述正交调制单元(22)包括依次连接的第一正交耦合器、正交调制电路以及第一合路器,所述正交调制电路包括分别对应所述两路正交信号的两条调制支路,每条所述调制支路级联设置有衰减器以及可变增益放大器
4.根据权利要求1或2或3所述的用于连续波雷达的射频对消系统,其特征在于:所述增益调节模块(3)包括级联连接的衰减单元、可变增益放大单元;所述衰减单元包括一个衰减器,所述可变增益放大单元包括两个可变增益放大器,所述一个衰减器设置在所述两个可变增益放大器之间。
5.根据权利要求1所述的用于连续波雷达的射频对消系统,其特征在于:所述镜像抑制混频单元包括第二正交耦合器、等分功分器、第一混频器、第二混频器以及第三正交耦合器,所述第二正交耦合器接入一路所述部分发射信号,正交耦合为两路信号,分别输出给所述第一混频器、第二混频器,所述等分功分器接入所述参考源单元产生的参考源信号,等分为两路信号分别输出给所述第一混频器、第二混频器,所述第一混频器、第二混频器的混频输出分别输出至所述第三正交耦合器进行正交耦合,得到镜像抑制混频后信号输出。
6.根据权利要求1或2或3所述的用于连续波雷达的射频对消系统,其特征在于,所述信号获取模块(1)包括相互连接的第一耦合器、第二耦合器,所述第一耦合器从雷达的发射通道与环形器之间耦合部分发射信号,经所述第二耦合器耦合为两路输出;所述对消模块(4)包括第三耦合器,通过所述第三耦合器将目标对消信号耦合至接收通道中。
7.一种用于连续波雷达的射频对消方法,其特征在于,步骤包括:
从发射通道中获取部分发射信号输出;
输入一路所述部分发射信号,执行先移相、再正交调制的幅度与相位调制后,输出与进入接收通道的泄露信号反相的初始对消信号;
对所述初始对消信号进行增益调节,输出与所述泄露信号等幅的目标对消信号;
将目标对消信号接入接收通道中并与所述泄露信号进行叠加,得到对消后接收信号;
还包括误差检测及控制步骤,具体步骤包括:
输入一路所述部分发射信号,并与产生的参考源信号进行镜像抑制混频,输出镜像抑制混频后信号;
将镜像抑制混频后信号与得到的所述对消后接收信号进行混频,得到带有误差偏移的中频检测信号输出;
采样所述中频检测信号、所述参考源信号进行比较,得到对消后误差,根据所述对消后误差产生控制信号控制执行所述幅度与相位调制、以及所述增益调节。
8.根据权利要求7所述的用于连续波雷达的射频对消方法,其特征在于,所述幅度与相位调制的具体步骤包括:
将所述部分发射信号进行初始移相,输出移相后信号;
将所述移相后信号正交耦合为两路正交信号,所述两路正交信号分别进行幅度调制后合路为一路信号,得到与所述泄露信号反相的初始对消信号输出。

说明书全文

一种用于连续波雷达的射频对消系统及射频对消方法

技术领域

[0001] 本发明涉及调频连续波雷达技术领域,尤其涉及一种用于连续波雷达的射频对消系统及射频对消方法。

背景技术

[0002] 现今应用最为广泛的两种体制雷达分别是调频连续波雷达和脉冲雷达,其中调频连续波雷达具有集成度高、体积小、近距离分辨率高等特点,特别适用于汽车等领域对各类型不同功能雷达的要求,目前绝大部分汽车雷达就是采用调频连续波体制。但调频连续波雷达由于是连续工作,无法像脉冲雷达通过分时选通的方式来规避泄漏信号,因而如果不进行有效处理,调频连续波雷达中进入接收机通道内的泄漏信号将严重影响接收机的性能,严重时甚至将导致接收机无法接受到正常信号。
[0003] 通常泄漏信号的强度与雷达发射信号的强度以及发射机与接收机之间的隔离度有关,基于此目前降低泄漏信号的方法主要有两种,第一种方法是减小发射机的发射功率,在隔离度一定的情况下,减少了发射功率则进入接收机的泄漏信号也势必会减小,但这种方法是以降低整个雷达的性能为代价,而发射功率不够会导致雷达作用距离过短,减少了驾驶人员的有效反应时间;第二种方法是提高发射机与接收机之间的隔离度,具体包括两种实现方法:一种是物理方法,即选用高隔离度的环形器或者收发天线不共用,发射天线与接受天线分开设计和摆放,但该类方法由于器件性能存在固有限制和体积等要求,如环形器的隔离度最高也仅为30dB左右,接收天线和发射天线之间的隔离度也仅在50dB左右,目前绝大部分雷达就是采用双天线分开设计以最大程度地提高隔离度,然而双天线的设计势必会增大雷达的体积,无法满足小型化的趋势要求;另一种方法则是等效方法,即在物理方法的基础上通过电路设计和算法调整,将接收机通道内的泄漏信号进行数值上的削弱,从而等效为提高了发射机和接收机之间的隔离度。
[0004] 削减进入接收机内部的泄漏信号具体有多种实现方式,目前使用最为广泛的即是射频对消技术。针对射频对消技术,目前主要采用以下几种方案:第一种是采用晶体管作为受控电阻进行设计,电路中需要用到较多的无源结构,且受限于基片材料的性能,越是低频时结构尺寸越大,导致整体系统所需面积庞大,不能满足小型化需求;若基于晶体管采用MMIC芯片工艺来设计,虽然可以解决系统尺寸过大的问题,但芯片初期设计以及流片加工等所需的成本非常高;第二种是采用射频芯片进行设计实现,设计结构通常较为简单,且受限于移相器芯片的性能,无法实现相位360度的调制,并且移相器的控制位数也不高,使得芯片的调制精度不高,目前能达到的最小相位偏移也大于1度以上,因而相应的对消效果并不彻底;另一种是采用多个移相器芯片实现,虽然性能可以得到提升,但由于适用于高频率应用范围的移相器芯片通常价格昂贵,若同时使用多个移相器,则会大大增加整个系统所需的成本。

发明内容

[0005] 本发明要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题,本发明提供一种实现结构简单、能够实现全相范围射频信号对消且对消效果好、所需成本低、以及适用范围广的用于连续波雷达的射频对消系统及射频对消方法。
[0006] 为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为:
[0007] 一种用于连续波雷达的射频对消系统,包括:
[0008] 信号获取模,用于从发射通道中获取部分发射信号输出;
[0009] 矢量调制模块,用于输入一路所述部分发射信号,执行先移相、再正交调制的幅度与相位调制后,输出与进入接收通道的泄露信号反相的初始对消信号;
[0010] 增益调节模块,用于对所述初始对消信号进行增益调节,输出与所述泄露信号等幅的目标对消信号;
[0011] 对消模块,用于将目标对消信号接入接收通道中并与所述泄露信号进行叠加,得到对消后接收信号。
[0012] 作为本发明系统的进一步改进,所述矢量调制模块包括:
[0013] 移相单元,用于将所述部分发射信号进行初始移相,输出移相后信号;
[0014] 正交调制单元,用于将所述移相后信号正交耦合为两路正交信号,所述两路正交信号分别进行幅度调制后合路为一路信号,得到与所述泄露信号反相的初始对消信号输出。
[0015] 作为本发明系统的进一步改进,所述正交调制单元包括依次连接的第一正交耦合器、正交调制电路以及第一合路器,所述正交调制电路包括分别对应所述两路正交信号的两条调制支路,每条所述调制支路级联设置有衰减器以及可变增益放大器
[0016] 作为本发明系统的进一步改进,所述增益调节模块包括级联连接的衰减单元、可变增益放大单元;所述衰减单元包括一个衰减器,所述可变增益放大单元包括两个可变增益放大器,所述一个衰减器设置在所述两个可变增益放大器之间。
[0017] 作为本发明系统的进一步改进,还包括分别与所述信号获取模块、所述矢量调制模块、所述增益调节模块以及对消模块连接的用于检测对消后误差,并控制产生目标对消信号的误差检测及控制模块,所述误差检测及控制模块包括依次连接的参考源单元、镜像抑制混频单元、混频单元以及数据采集及处理单元,所述镜像抑制混频单元输入所述信号获取模块输出的一路所述部分发射信号,并与所述参考源单元产生的参考源信号进行镜像抑制混频,输出镜像抑制混频后信号;所述混频单元将所述镜像抑制混频后信号与所述对消模块得到的对消后接收信号进行混频,得到带有误差偏移的中频检测信号输出;所述数据采集及处理单元采样所述中频检测信号、所述参考源信号进行比较,得到对消后误差,根据所述对消后误差,产生控制信号输出给所述矢量调制模块、所述增益调节模块。
[0018] 作为本发明系统的进一步改进,所述镜像抑制混频单元包括第二正交耦合器、等分功分器、第一混频器、第二混频器以及第三正交耦合器,所述第二正交耦合器接入一路所述部分发射信号,正交耦合为两路信号,分别输出给所述第一混频器、第二混频器,所述等分功分器接入所述参考源单元产生的参考源信号,等分为两路信号分别输出给所述第一混频器、第二混频器,所述第一混频器、第二混频器的混频输出分别输出至所述第三正交耦合器进行正交耦合,得到镜像抑制混频后信号输出。
[0019] 作为本发明系统的进一步改进,所述信号获取模块包括相互连接的第一耦合器、第二耦合器,所述第一耦合器从雷达的发射通道与环形器之间耦合部分发射信号,经所述第二耦合器耦合为两路输出;所述对消模块包括第三耦合器,通过所述第三耦合器将目标对消信号耦合至接收通道中。
[0020] 一种用于连续波雷达的射频对消方法,步骤包括:
[0021] 从发射通道中获取部分发射信号输出;
[0022] 输入一路所述部分发射信号,执行先移相、再正交调制的幅度与相位调制后,输出与进入接收通道的泄露信号反相的初始对消信号;
[0023] 对所述初始对消信号进行增益调节,输出与所述泄露信号等幅的目标对消信号;
[0024] 将目标对消信号接入接收通道中并与所述泄露信号进行叠加,得到对消后接收信号。
[0025] 作为本发明方法的进一步改进,所述幅度与相位调制的具体步骤包括:
[0026] 将所述部分发射信号进行初始移相,输出移相后信号;
[0027] 将所述移相后信号正交耦合为两路正交信号,所述两路正交信号分别进行幅度调制后合路为一路信号,得到与所述泄露信号反相的初始对消信号输出。
[0028] 作为本发明方法的进一步改进,还包括误差检测及控制步骤,具体步骤包括:
[0029] 输入一路所述部分发射信号,并与产生的参考源信号进行镜像抑制混频,输出镜像抑制混频后信号;
[0030] 将镜像抑制混频后信号与得到的所述对消后接收信号进行混频,得到带有误差偏移的中频检测信号输出;
[0031] 采样所述中频检测信号、所述参考源信号进行比较,得到对消后误差,根据所述对消后误差产生控制信号控制执行所述幅度与相位调制、以及所述增益调节。
[0032] 与现有技术相比,本发明用于连续波雷达的射频对消系统的优点在于:
[0033] 1)本发明用于连续波雷达的射频对消系统,通过信号获取模块获取发射通道的部分发射信号,进行幅度和相位的双重调制后,由矢量调制模块、增益调节模块产生一组与泄漏信号幅度相同但相位相反的对消信号,对消模块将对消信号送入接收机中与泄漏信号叠加后相互抵消,实现射频对消功能,极大程度削弱了进入接收机的泄漏信号,从而能够有效解决连续波雷达信号泄漏问题,可以应用于汽车雷达等连续波雷达中保证接收机的正常工作;
[0034] 2)本发明用于连续波雷达的射频对消系统,通过矢量调制模块、增益调节模块将幅度和相位调制过程分开执行,前端矢量调制模块采用先移相、再正交调制的调制方式,不受移相精度、控制位数限制,可方便的实现360度范围全相的相位精细调制,后端增益调节模块进行进一步幅度精细调制,可以增大幅度的动态调节的范围,使得精确得到所需相位、幅度的对消信号,实现彻底的射频对消,同时能够灵活的适用于不同连续波雷达中对不同类型的泄漏信号进行对消,适用范围广且对消效果好;
[0035] 3)本发明用于连续波雷达的射频对消系统,在前级通过一个移相器进行相位的初始调制,后级由正交调制单元在前端移相器调相精度的基础上,进一步实现所需精度的相位调制,仅需一个移相器即可满足高精度相位调制需求,相比于传统的需要采用多个移相器获取高精度相位调制,能够保证对消效果的同时,大大节省系统所需成本;
[0036] 4)本发明用于连续波雷达的射频对消系统,增益调节模块进一步包括级联的衰减器以及可变增益放大器,可以对信号进行放大也能够进行衰减,具有可放大以及衰减双重功能,提高对消信号的幅度可调节能,使其可以灵活的适用于不同雷达中保证与泄漏信号强度一致,从而保障对消实现的彻底性,同时能够防备可能会出现的需要进行衰减的情况;
[0037] 5)本发明用于连续波雷达的射频对消系统,进一步包括误差检测与控制模块,通过误差检测与控制模块检测对消误差,并根据对消误差产生控制信号控制矢量调制模块和增益控制模块进行相位和幅度调制的调整,实现对消过程的自动控制执行,保障系统输出的对消信号与泄漏信号的匹配程度达到设计需求,同时可以根据不同类型泄露信号自适应调整对消信号输出,提高对消系统的适用性以及对消实现精度。
[0038] 本发明用于连续波雷达的射频对消方法,与本发明用于连续波雷达的射频对消装置具有相同的前述技术效果,故在此不再赘述。附图说明
[0039] 图1是本实施例用于连续波雷达的射频对消系统的结构原理示意图。
[0040] 图2是本实施例用于连续波雷达的射频对消系统的具体结构示意图。
[0041] 图3是本实施例矢量调制模块实现相位调制的原理示意图。
[0042] 图4是本实施例矢量调制模块的具体结构示意图。
[0043] 图5是本实施例增益调节模块的具体结构示意图。
[0044] 图6是本实施例误差检测与控制模块的具体结构示意图。
[0045] 图7是本实施例用于连续波雷达的射频对消方法的实现流程示意图。
[0046] 图8是本实施例矢量调制的具体实现流程示意图。
[0047] 图例说明:1、信号获取模块;2、矢量调制模块;21、移相单元;22、正交调制单元;3、增益调节模块;4、对消模块;5、误差检测及控制模块。

具体实施方式

[0048] 以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述,但并不因此而限制本发明的保护范围。
[0049] 如图1、2所示,本实施例用于连续波雷达的射频对消系统,包括:
[0050] 信号获取模块1,用于从发射通道中获取部分发射信号输出;
[0051] 矢量调制模块2,用于输入一路部分发射信号,执行先移相、再正交调制的幅度与相位调制后,输出与进入接收通道的泄露信号反相的初始对消信号;
[0052] 增益调节模块3,用于对初始对消信号进行增益调节,输出与泄露信号等幅的目标对消信号;
[0053] 对消模块4,用于将目标对消信号接入接收通道中并与泄露信号进行叠加,得到对消后接收信号。
[0054] 本实施例上述射频对消系统,通过信号获取模块1获取发射通道的部分发射信号后,由矢量调制模块2、增益调节模块3对部分发射信号进行幅度和相位的双重调制,产生一组与泄漏信号幅度相同但相位相反的对消信号,对消模块4将对消信号送入接收机中与泄漏信号叠加后相互抵消,实现射频对消功能,能够有效解决连续波雷达信号泄漏问题,保证连续波雷达中接收机正常工作。
[0055] 本实施例上述射频对消系统中,通过矢量调制模块2、增益调节模块3将幅度和相位调制过程分开执行,前端矢量调制模块2采用先移相、再正交调制的调制方式,即先对输入的发射信号进行移相,获取初始相位偏移后,再进行正交调制进一步调节相位,不受移相精度、控制位数限制,可方便的实现360度范围全相的相位精细调制,后端增益调节模块3再进行进一步幅度精细调制,可以增大信号幅度的动态调节范围,使得精确得到所需相位、幅度的对消信号,实现彻底的射频对消,同时能够灵活的适用于不同连续波雷达中对不同类型的泄漏信号进行对消。在连续波雷达中采用本实施例上述射频对消系统执行射频对消后,在功能上提高了发射通道与接收通道之间的隔离度,因而无需采用双天线的布局,能够有效的减小雷达的体积,同时也无需限定发射机的发射功率,使得雷达能够有更远的探测距离和更高的精度。
[0056] 如图3所示,对于一对幅值分别为l1与l2、相互正交的I/Q信号,合成后的信号经过矢量叠加后,幅度值变为:
[0057]
[0058] 相位值变为:
[0059]
[0060] 由式(1)、(2)可知,l1与l2的值会同时影响幅度值l和相位β。假设输入的发射信号为1∠0°,经过移相单元21移相后相位调节α度,经过正交调制后相位β度,则合路后得到的初始对消信号将相对于输入的发射信号变化幅度变为l倍,相位变化为α+β度。即通过调节l1与l2的值,可调节合成信号幅度值l,以及通过调节α和β的值,可调节输入信号的相位偏移。
[0061] 本实施例矢量调制模块2具体根据所需的相位偏移要求来确定l1与l2的值,然后在增益调节模块3中单独对幅度值l进行放大或缩小操作。通过将幅度和相位调制过程分开执行,由矢量调制模块2具体执行相位的精细调制、增益调节模块3执行幅度的精细调节,调制实现简单,可精准实现全范围的相位调制以及幅度调节,保证对消效果,以及灵活适用于不同类型信号的射频对消。
[0062] 如图3所示,本实施例中矢量调制模块2具体包括:
[0063] 移相单元21,用于输入将部分发射信号进行初始移相,输出移相后信号;
[0064] 正交调制单元22,用于将移相后信号正交耦合为两路正交信号,两路正交信号分别进行幅度调制后合路为一路信号,得到与泄露信号反相的初始对消信号输出。
[0065] 移相器的调制度具有局限性,如应用于高频率范围的数控移相器通常仅能达到6位并行接口进行控制,对应只能有64个不同的配置方案,若要实现全相位360度范围调节,两种配置之间的相位差最小需要达到5.625度,即等效于移相器所能实现的最大精度相位偏移;由于泄漏信号具有不可预测性,相位的变化需要精准进行调节,否则由于相位的不匹配,无法实现对消效果,即便是5.625度的相位调节偏差,对于整个射频对消系统来说依然过于偏大。本实施例移相单元21具体包括一个数控移相器,即前端通过一个移相器进行相位的初始调制,后端结合一个正交调制单元22进行正交调制,以在前端移相器调相精度基础上进一步实现所需精度的相位调制,相比于传统的需要采用多个移相器获取高精度相位调制,能够大大节省系统所需成本。
[0066] 如图4所示,本实施例中正交调制单元22具体包括依次连接的第一正交耦合器、正交调制电路以及第一合路器,正交调制电路包括分别对应两路正交信号的两条调制支路、第二调制支路,每条调制支路级联设置有衰减器以及可变增益放大器。两条调制支路分别为:第一调制支路、第二调制支路,其中第一调制支路包括相互连接的第一衰减器、第一可变增益放大器,第二调制支路包括相互连接的第二衰减器、第二可变增益放大器。各调制支路中通过设置衰减器和可变增益放大器,可以实现相位的精细调节。本实施例第一正交耦合器具体采用3dB正交耦合器,第一衰减器、第二衰减器具体采用数控衰减器,以及第一合路器具体为同相合路器。
[0067] 参见图4,输入信号经过移相单元21进行移相后,获得了一个初始偏移相位,得到初始对消信号;初始对消信号经过第一正交耦合器后分为上、下两路信号,此时相对于整个模块的输入而言,其中一路信号的相位变化为α,另一路变化为α+90°;上路的信号依次经过第一衰减器和第一可变增益放大器的调制后,幅度变化为l1,下路的信号依次经过第二衰减器和第二可变增益放大器的调制后,幅度变化为l2;上、下两路信号最后由第一合路器进行合成,合成后的信号表达式如公式(1)和公式(2)所示。由公式(2)可知,合成信号的相位偏移值β由l1和l2之间的比值确定,而l1和l2的值可以通过各自通路上的衰减器以及可变增益放大器进行精细的调节,从而实现相位值β的精细调制。
[0068] 本实施例中正交调整单元22中单条调制支路通过设置衰减器、可变增益放大器,增益调节范围可达50dB,等效于信号幅度值有316倍的比值,即l1和l2的比值最大可以到316、最小为0.0032,则由公式(2)可以得到相位值β的范围为0.18度至89.82度;在设定调相精度为0.2度的情况下,该调节范围可等效于0度至90度,即正交调整单元22通过对上、下两路正交信号的幅度进行控制能够实现50dB以上0至90度的精细调节。结合β值调节,前端移相器仅需满足90度以内的相位调制步进,就能够方便的实现全相360度范围内相位精细调节,使得既能够降低对移相器调制精度的要求,相比于单个移相器又能够提高调制精度,从而进一步保证对消效果。当然还可以进一步通过选用动态范围更宽的数控衰减器或者可变增益放大器,可以实现更高精度的相位调制。
[0069] 由于通常泄露信号基本都在0dBm以下,从发射信号通过矢量调制模块2时会有一定程度的衰减,本实施例中,增益调节模块3包括级联连接的衰减单元、可变增益放大单元,可以对信号进行放大也能够进行衰减,具有可放大以及衰减双重功能,提高对消信号的幅度可调节能力,使其可以灵活的适用于不同雷达中保证与泄漏信号强度一致,从而保障对消实现的彻底性,同时能够防备可能会出现的需要进行衰减的情况。本实施例衰减单元具体包括一个衰减器,可变增益放大单元具体包括两个可变增益放大器,一个衰减器设置在两个可变增益放大器之间。
[0070] 如图5所示,本实施例增益调节模块3具体包括第三衰减器以及第三可变增益放大器、第四可变增益放大器,第三衰减器连接在第三可变增益放大器、第四可变增益放大器之间。增益调节模块3通过一个衰减器与两个可变增益放大器级联,可以实现至少70dB左右的调制范围,在实现增益能够进行大范围调制的同时,通过等效增加两个放大器之间的反向隔离度,可以避免放大器级联自激。第三衰减器具体采用数控衰减器,数控衰减器、可变增益放大器具体可根据实际需求选取,且可变增益放大器和数控衰减器之间的设置顺序也可以根据需求调整。
[0071] 本实施例中,还包括分别与信号获取模块1、矢量调制模块2、增益调节模块3以及对消模块4连接的误差检测及控制模块5。每个不同类型雷达的信号泄漏情况存在差别,本实施例通过设置误差检测及控制模块5检测对消误差,并根据对消误差产生控制信号控制矢量调制模块和增益控制模块进行相位和幅度调制的调整,实现对消过程的自动控制执行,保障系统输出的对消信号与泄漏信号的匹配程度达到设计需求,同时可以根据不同类型泄露信号自适应调整对消信号输出,提高对消系统的适用性以及对消实现精度。
[0072] 如图6所示,本实施例中误差检测及控制模块5包括依次连接的参考源单元、镜像抑制混频单元、混频单元以及数据采集及处理单元,镜像抑制混频单元输入信号获取模块1输出的一路部分发射信号,并与参考源单元产生的参考源信号进行镜像抑制混频,输出镜像抑制混频后信号;混频单元将镜像抑制混频后信号与对消模块4得到的对消后接收信号进行混频,得到带有误差偏移的中频检测信号输出;数据采集及处理单元采样中频检测信号、参考源信号并进行比较,得到对消后误差,根据对消后误差产生控制信号控制矢量调制模块2、以及增益调节模块3。通过上述误差检测及控制模块5,能够准确的检测出对消误差,自动控制矢量调制模块2、增益调节模块3,实现对消的自动、准确的执行。
[0073] 本实施例中,由镜像抑制混频单元实现镜像抑制混频器功能,具体包括第二正交耦合器、等分功分器、第一混频器、第二混频器以及第三正交耦合器,第二正交耦合器接入一路部分发射信号,正交耦合为两路信号,分别输出给第一混频器、第二混频器,等分功分器接入参考源单元产生的参考源信号,等分为两路信号分别输出给第一混频器、第二混频器,第一混频器、第二混频器的输出端分别与第三正交耦合器的输入端连接,第三正交耦合器的输出端连接至混频单元。
[0074] 本实施例参考源单元具体采用晶振,由晶振可以产生高稳定性的参考源信号,保证误差检测的准确性。数据采样及处理单元具体包括AD采样电路以及DSP处理器,由AD采样电路采样中频检测信号、参考源信号输出给DSP处理器,DSP处理器对中频检测信号、参考源信号之间误差分析后,由预置的内部算法生成控制信号对矢量调制模块2、增益调节模块3的调制参数进行修正,以便产生正确的目标对消信号。
[0075] 本实施例中,信号获取模块1具体包括相互连接的第一耦合器、第二耦合器,第一耦合器从雷达的发射通道与环形器之间耦合部分发射信号,经第二耦合器后输出;对消模块4包括第三耦合器,通过第三耦合器将目标对消信号耦合至接收通道中。如图2所示,本实施例在发射机由本振源生成需要发射出去的调制信号,经过发射通道的放大处理后传输到环形器中,再由天线进行发射;通过第一耦合器、第二耦合器双重耦合部分发射信号输入本实施上述射频对消系统中。在射频对消系统中,第二耦合器耦合信号分成两路输出,一路提供给矢量调制模块2对该信号同时进行幅度和相位的调制,另一路提供给误差检测和控制模块5;通过第三耦合器将目标对消信号耦合至接收通道中,与泄漏信号进行叠加执行对消,得到对消后接收信号;通过第四耦合器耦合部分对消后的接收信号进入误差检测和控制模块5,误差检测和控制模块5接收一路部分发射信号、对消后接收信号进行分析比较,产生控制矢量调制模块2、增益调节模块3的控制信号,以调整矢量调制模块2、增益调节模块3的调制参数,实现射频对消自动控制。
[0076] 如图7所示,本实施例用于连续波雷达的射频对消方法,步骤包括:
[0077] 从发射通道中获取部分发射信号输出;
[0078] 输入一路部分发射信号,执行先移相、再正交调制的幅度与相位调制后,输出与进入接收通道的泄露信号反相的初始对消信号;
[0079] 对初始对消信号进行增益调节,输出与泄露信号等幅的目标对消信号;
[0080] 将目标对消信号接入接收通道中并与泄露信号进行叠加,得到对消后接收信号。
[0081] 如图8所示,本实施例中进行幅度与相位调制的具体步骤包括:
[0082] 输入将部分发射信号进行初始移相,输出移相后信号;
[0083] 将移相后信号正交耦合为两路正交信号,两路正交信号分别进行幅度调制后合路为一路信号,得到与泄露信号反相的初始对消信号输出。
[0084] 本实施例中,还包括误差检测及控制步骤,具体步骤包括:
[0085] 输入一路部分发射信号,并与产生的参考源信号进行镜像抑制混频,输出镜像抑制混频后信号;
[0086] 将镜像抑制混频后信号与得到的对消后接收信号进行混频,得到带有误差偏移的中频检测信号输出;
[0087] 采样中频检测信号、所述参考源信号进行比较,得到对消后误差,根据对消后误差产生控制信号控制执行所述幅度与相位调制、以及增益调节。
[0088] 上述只是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明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,均应落在本发明技术方案保护的范围内。
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