[發明專利]一種用于干涉雷達的多路輸出線性掃頻源及其控制方法

有效

• 申請號: 201810797532.0
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN108988856B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 李松斌;袁名勇
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所南海研究站
• 主分類號: H03L7/18
• 分類號: H03L7/18;G01S7/02
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;楊青

本發明公開了一種用于干涉雷達的多路輸出線性掃頻源，所述線性掃頻源包括：PCB電路板以及設置于其上的微處理器、參考時鐘電路、鎖相環電路、有源環路濾波電路、壓控振蕩器、分頻電路和掃頻輸出電路；所述微處理器用于控制掃頻源工作方式，對鎖相環電路進行邏輯控制，使其輸出掃頻頻率；所述參考時鐘電路用于產生外部基準頻率，提供給鎖相環電路；所述鎖相環電路用于進行邏輯計算、進行頻率合成；所述有源環路濾波電路用于濾除和衰減鎖相環輸出電壓中的高頻噪聲，然后輸出至壓控振蕩器；所述壓控振蕩器用于根據輸入的電壓振蕩產生原始頻率信號，輸出至向分頻電路和掃頻輸出電路；所述分頻電路用于根據分頻的參數對原始頻率信號進行分頻和濾波處理。

技術領域

本發明涉及多路輸出頻率合成源技術領域，具體涉及一種用于干涉雷達的多路輸出線性掃頻源及其控制方法。

背景技術

隨著無人機、小型彈等輕小型化平臺日益普及化，涉雷達有高分辨率成像能力和勝任在惡劣天氣環境下工作。因此雷達成像技術越來越受到青睞；低功耗、低成本、重量輕的微型SAR系統也得到了許多學者的重視。干涉雷達的小型化，高分辨率特性對相關技術提出了更高的技術要求，因此設計高性能的線性掃頻信號源對提高雷達性能至關重要。

線性掃頻源在SAR雷達系統中的作用至關重要，其決定著發射機發射頻率的穩定度和分辨率的精度；通常產生線性調頻信號的方式是：直接式模擬頻率合成技術(DS)、直接數字頻率合成技術(DDS)，這兩種方式各有其特點。

直接式頻率合成技術是一種早期發展起來的一種比較簡單的頻率合成技術；它主要利用混頻、倍頻、分頻的方法由參考頻率經過處理運算直接組合得到所需頻率的合成方法。其優點是具有原理簡單、頻率穩定度高、頻率跳變快、相位噪聲低、分辨率高,缺點是此種方案設計復雜、體積龐大、功耗較高，不利于應用于小型化SAR雷達系統。

隨著數字集成電路的不斷發展，DDS技術取得了巨大進步，已經應用于很多領域。DDS由相位累加器、查詢表、D/A轉換器、低通濾波器(LBF)和參考時鐘組成，核心部件是一個相位累加器。此種方案在很多系統上都有使用，其優點是集成度高，用數字方法易實現，但是缺點是設計算法較為復雜，功耗較大，在線性度指標和帶寬上也很難做到SAR系統要求的精度。

較早期的FMCW雷達系統，包括現在很多24G汽車雷達一般是直接使用VCO，由外部產生的三角波信號控制其直接振蕩產生相應的雷達信號源，但是這種方法很容易受外部因素影響，不是很穩定，線性度一般也就+/-5％左右。很難滿足現在高精度SAR雷達系統需要。現有的線性掃頻源存在線性度不好、頻帶不夠寬、駐波比不夠小、功耗大、信號輸出頻段單一等的不足。

以上各種掃頻源各有其優缺點，難于完全滿足高精度、高分辨率小型干涉雷達系統的要求，且多是單路輸出，兼容性不強。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點與不足，提供一種用于干涉雷達的多路輸出線性掃頻源，所述線性掃頻源是基于鎖相環技術以及先進的PCB設計技術實現線性度優于2％、駐波比優于1.2、高帶寬、功耗低的三路輸出線性掃頻源。三路輸出能適合三種不同波段干涉雷達使用，兼容性更加靈活多樣。

為了達到上述目的，本發明提出了一種用于干涉雷達的多路輸出線性掃頻源，包括：所述線性掃頻源包括：PCB電路板以及設置于其上的微處理器、參考時鐘電路、鎖相環電路、有源環路濾波電路、壓控振蕩器、分頻電路和掃頻輸出電路；

所述微處理器，用于控制掃頻源工作方式，對鎖相環電路進行邏輯控制，使其輸出相應的掃頻頻率，還用于控制整個掃頻源的工作狀態；

所述參考時鐘電路，用于產生外部基準頻率，提供給鎖相環電路；

所述鎖相環電路，用于進行邏輯計算、進行頻率合成，輸出電壓；

所述有源環路濾波電路，用于濾除和衰減鎖相環輸出電壓中的高頻噪聲，然后輸出至壓控振蕩器；