[實用新型]一種THz雷達的收發前端

有效

• 申請號: 201220302056.9
• 申請日: 2012-06-27
• 公開（公告）號: CN202693789U
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 皮亦鳴;李晉;高艷松;曹宗杰;閔銳;范錄宏;徐政五
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S7/48
• 分類號: G01S7/48
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

技術領域

本實用新型屬于雷達技術領域，具體涉及一種THz雷達的收發前端設計。

背景技術

THz雷達可以探測比微波雷達更小的目標和更準確的定位，并且具有更高的分辨率和更強的保密性。由于THz頻段的波長遠小于現有微波，更適合于極大信號帶寬和極窄天線波束的實現，有利于獲得目標的精細成像；物體運動引起的多普勒效應更為顯著，利于低速運動目標檢測、高分辨率合成孔徑與逆合成孔徑成像；避開了傳統的隱身材料吸波頻段，有利于隱身目標探測；另外，金屬目標雷達截面積顯著增大，時域頻譜信噪比更高，有利于目標的探測；穿透性能好，能以較小的損耗穿透沙塵煙霧及非金屬材料，這些特點使得THz波非常適用于微小目標和隱身目標探測、極高分辨率的目標成像識別。

雷達系統通常由天線、發射機、接收機、信號處理系統和顯示系統等幾部分組成。由于現代常規雷達，如脈沖多普勒雷達、合成孔徑雷達（SAR）及逆合成孔徑雷達（ISAR）等，均采用了信號相干（或相參）技術，利用回波信號的相位變化獲得多普勒信息，進而進行速度測量或成像等處理。因此，相干信號的獲得是現代雷達技術中重要的環節之一，現有的常規雷達系統結構框圖如圖1所示。

頻率源產生高穩定度的高頻信號，由波形發生器產生的調制波形進行調制，通過天線輻射出去。攜帶目標信息的電磁波通過反射或散射回到雷達接收機中，通過混頻下變頻至中頻，通過正交雙通道處理獲得I路和Q路信號，然后將I、Q兩路信號送入數字信號處理系統中進行信號后處理。常規的雷達系統一般都是采用同一個頻率源對發射信號進行調制（上變頻）和對接收信號進行混頻（下變頻），保證了發射信號與接收信號的相干性。

考慮到太赫茲頻段器件的現狀，即在現有技術水平情況下得到太赫茲頻率源通常功率較低，沒有低噪聲放大器且混頻器件損耗較大，單個頻率源產生的信號難以同時驅動發送鏈路和接收鏈路，而THz線性調頻雷達測距與成像都需要使用相位信息，如采用兩個或多個頻率源各自驅動，則會帶來相位不同步的問題，導致系統非相參。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決現有的THz線性調頻雷達存在的上述問題，提出了一種THz雷達的收發前端。

本實用新型的技術方案是：一種THz雷達的收發前端，包括：點頻源單元、中頻本振產生單元、第一上混頻單元、第二上混頻單元和線性掃頻單元；其中，

所述點頻源單元用于產生輸入到所述第一上混頻單元和第二上混頻單元兩路輸出信號以及輸入到所述中頻本振產生單元的差頻信號；

所述第一上混頻單元根據接收到的所述點頻源單元產生的第一路輸出信號和所述線性掃頻單元根據掃頻控制信號輸出的第一路線性掃頻信號產生發射端驅動信號；

所述第二上混頻單元根據接收到的所述點頻源單元產生的第二路輸出信號和所述線性掃頻單元根據掃頻控制信號輸出的第二路線性掃頻信號產生接收端驅動信號；

所述中頻本振產生單元根據接收到的所述點頻源單元產生的差頻信號產生中頻本振信號。

本實用新型的有益效果：本實用新型的THz雷達的收發前端，通過使用兩路非相干源分別驅動THz雷達發射鏈路與接收鏈路，解決了THz頻段下單個信號源難以同時驅動發射鏈路與接收鏈路的問題；又通過采用非相參源實現相參系統，解決了使用兩個信號源所產生的接收信號相位不同步的問題，并提供快速LFMCW掃頻信號，從而能夠實現對目標的厘米級距離分辨。本實用新型的結構即能保證THz雷達發射系統與接收系統的相干性，又能夠使接收機系統得到相應的簡化，使得THz雷達系統具有較高可實現性，消除了非相干源帶來的系統非相干缺點。

附圖說明

圖1為現有的常規雷達系統結構示意圖。

圖2為本實用新型實施例的THZ雷達的收發前端結構示意圖。

圖3為采用了本實用新型實施例的THZ雷達的收發前端的雷達系統結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本THZ雷達的收發前端結構的具體實施方式。

首先具體說明非相干頻率源實現了相干接收原理

設頻率源1和2產生的信號如下所示：

s₁(t)=A₁cos(ω₁t+θ₁)

??????????????????????????????????????????????(1)

s₂(t)=A₂cos(ω₂t+θ₂)