[發明專利]一種基于信號自相關的寬帶微波信號比相方法及系統

在審

• 申請號: 201610561651.7
• 申請日: 2016-07-15
• 公開（公告）號: CN107621571A
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 江志燁;高路;白錦良;徐鋒;李虎;陳姝媛;王上月;劉洪艷;劉佳琪;尹含
• 申請（專利權）人: 北京航天長征飛行器研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G01R25/00
• 分類號: G01R25/00
• 代理公司: 核工業專利中心11007
• 代理人: 高安娜

技術領域

本發明屬于微波技術領域，具體涉及一種寬帶微波信號比相方法及系統。

背景技術

相位信息是電磁波的重要信息之一，對不同信道接收的微波信號進行相位信息比對是測向技術、SAR成像技術等的技術基礎之一。而對信號接收機來說，接收信號的頻率未知，波形多變，這就給相位信息的提取帶來了極大的困難。

圖1為一種常規的信號相位差測量方法。通過兩個接收通道分別接收微波信號，經過放大器放大到適當的功率大小，再通過瞬時測頻技術對信號頻率進行測量，根據測量結果調整可控本振，使本振信號對準來波信號頻率。通過下變頻把微波信號下變頻為中頻信號，然后通過中頻比相器提取兩路接收信號的相位差信息。

設通道1輸入信號為f(ωt)，通道2輸入信號為f(ωt+Δφ)，則瞬時測頻組件提取信號頻率ω，可控本振單元使本振頻率ω_LO＝ω+ω₀(其中ω₀為固定中頻頻率，利于中頻采樣和處理)，則通道1和通道2的下變頻輸出分別為f(ω₀t)和f(ω₀t+Δφ)，經過中頻比相器就可以提取出兩路信號的相位差Δφ。

這種處理方法主要存在以下兩方面不足：

1.需要對接收信號的頻率進行測量；

2.由于測頻、控制本振均需要時間，因此系統反應時間較長；

3.由于下變頻只能實現信號的頻段搬移，因此如果待測信號為線性調頻等寬帶信號時，需要中頻處理器有較大的處理帶寬。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于信號自相關的寬帶微波信號比相方法及系統，適用于寬頻率范圍，任意信號形式的微波信號比相，并具有反應時間快，實現簡單的特點，特別適用于電子偵察與干擾應用。

本發明的技術方案如下：

一種基于信號自相關的寬帶微波信號比相方法，該方法包括以下步驟：

1)采用兩路信號通道A和B同時接受微波信號f(2πft)，并分別進行功率放大；

2)其中一路信號通道A中經上述步驟1)放大后的信號，分成兩路；

a)其中一路信號與頻率為f_LO的本振1信號混頻進行上變頻，之后進行濾波，得到信號f[2π(f+f_LO)t]，將該信號與頻率為f_LO+f₀的本振2信號混頻進行下變頻，然后再進行濾波得到信號f[2π(f+f₀)t]；

b)另一路信號與上述的信號f[2π(f+f₀)t]混頻進行下變頻得到中頻信號f(2πf₀t)；

3)信號通道B經步驟1)放大后的信號與上述的信號f[2π(f+f₀)t]進行下變頻，得到中頻信號f(2πf₀t+Δφ)；

4)將上述步驟2)和步驟3)中得到的兩個中頻信號進行比相，得到兩路信號的相位差信息。

上述于信號自相關的寬帶微波信號比相方法中，所述的微波信號頻率范圍為其中，f為微波信號中心頻率，BW為頻率帶寬。

一種基于信號自相關的寬帶微波信號比相系統，包括兩個微波信號接收通道A和通道B、與上述兩個的通道連接的比相器，以及連接于兩個上述兩個通道之間的上變頻器、第一濾波器、下變頻器和第二濾波器，所述的通道A上設有第一放大器、功分器和下變頻器A，三者沿信號發射方向依次安裝，所述的通道B安裝第二放大器、下變頻器B，兩者沿信號發射方向依次安裝；所述的上變頻器與通道A的功分器相連接，上變頻器的輸出口沿信號傳遞方向依次連接第一濾波器、下變頻器和第二濾波器，第二濾波器同時向下變頻器A和下變頻器B發送信號，上變頻器和下變頻器分別接收本振1和本振2的固定頻率信號。

在上述基于信號自相關的寬帶微波信號比相系統中，所述的信號通道A和B接收微波信號，所述的微波信號頻率范圍為其中，f為微波信號中心頻率，BW為頻率帶寬。

本發明的顯著效果在于：

1.信號處理鏈路中均為模擬器件，無需控制環節，反應速度快；

2.信號自相關可以實現對寬帶信號的壓縮處理，大大減小了中頻信號帶寬；

3.方案無需測量輸入信號頻率，簡化了信號處理流程

4.方案中的器件均為寬帶器件，增大了輸入信號帶寬；

5.兩通道信號處理鏈路均為相同的設計，易于控制接收鏈路的相位一致性；

6.本振信號的頻率與輸入信號的頻率無關，避免了復雜的控制環節；