[發(fā)明專利]線性調(diào)頻信號的調(diào)制頻偏標(biāo)測裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911304538.0
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN110927686A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳華;陳坤;解寶同;張廣
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西長嶺電子科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40;G01S13/08
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 王品華;張問芬

本發(fā)明公開了一種線性調(diào)頻信號的調(diào)制頻偏標(biāo)測裝置，主要解決因受到環(huán)境溫度變化和振動沖擊等因素的影響，現(xiàn)有線性調(diào)頻信號調(diào)制頻偏標(biāo)測裝置標(biāo)測不準(zhǔn)、誤差偏大的問題。其包括頻綜源模塊、濾波放大模塊、掃頻壓控振蕩器、寬帶功分器和混頻器。掃頻壓控振蕩器在外部鋸齒波信號FM的控制下產(chǎn)生線性調(diào)頻信號，該調(diào)頻信號通過寬帶功分器分成兩路，一路通過發(fā)射通道傳輸?shù)教炀€發(fā)射端口，另一路與頻綜源模塊輸出的點頻信號在混頻器中進(jìn)行混頻，產(chǎn)生中頻信號，該中頻信號經(jīng)過濾波放大模塊處理后產(chǎn)生頻標(biāo)信號CAV。本發(fā)明能實時準(zhǔn)確標(biāo)測線性調(diào)頻信號的調(diào)制頻偏，不受環(huán)境溫度和振動沖擊的影響，可用于雷達(dá)線性調(diào)頻連續(xù)波體制的距離測量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于測距技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種調(diào)制頻偏標(biāo)測裝置,可用于在調(diào)制頻偏變化的情況下準(zhǔn)確計算目標(biāo)距離。

背景技術(shù)

線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)，其調(diào)制波形為鋸齒波，鋸齒波信號周期為T，調(diào)頻帶寬為B，鋸齒波信號調(diào)控雷達(dá)的壓控振蕩器產(chǎn)生線性調(diào)頻連續(xù)波發(fā)射出去，該發(fā)射信號經(jīng)目標(biāo)反射產(chǎn)生時間延遲后的回波信號由雷達(dá)接收，雷達(dá)將該回波信號與發(fā)射信號的復(fù)制品進(jìn)行混頻，隨后依次進(jìn)行濾波、相干檢波和采樣，最后采用一組窄帶濾波器用FFT方法進(jìn)行頻譜分析，提取出頻率信息即差頻f_b，再根據(jù)光速c、鋸齒波信號周期T、差頻f_b、調(diào)頻帶寬B這四者與目標(biāo)距離R的關(guān)系：R＝(c×T×f_b)÷(2×B)，計算得到目標(biāo)距離，得到測距誤差△R/R＝△f_b/f_b+△T/T-△B/B。式中，f_b的誤差與FFT的處理點數(shù)有關(guān)，選取大點數(shù)可減小f_b的誤差；采用高穩(wěn)定度晶振以及高速數(shù)字時鐘計數(shù)，可減小T的量化誤差；B的誤差與壓控振蕩器的穩(wěn)定度有關(guān)，壓控振蕩器頻率的波動造成了調(diào)制頻偏誤差，調(diào)制頻偏誤差是制約雷達(dá)測距精度提高的首要因素。受到電源紋波的影響或環(huán)境溫度變化的影響或雷達(dá)高工作頻率的影響，壓控振蕩器輸出頻率的調(diào)制頻偏會發(fā)生變化，如果對壓控振蕩器輸出頻率的調(diào)制頻偏進(jìn)行標(biāo)測，得知調(diào)制頻偏的實際值，將實測的調(diào)制頻偏值計算出調(diào)頻帶寬B后帶入上述測距公式可準(zhǔn)確計算得出目標(biāo)距離。

現(xiàn)有標(biāo)測線性調(diào)頻信號調(diào)制頻偏的裝置，如圖1所示，其采用兩個介質(zhì)諧振器，將其諧振中心頻率分別置于線性調(diào)頻信號的起始頻率點和終止頻率點，將線性調(diào)頻信號進(jìn)入發(fā)射通道之前耦合進(jìn)來，經(jīng)過介質(zhì)諧振器諧振、檢波器包絡(luò)檢波、運算放大器放大，形成兩個視頻脈沖，這兩個視頻脈沖的上升沿對應(yīng)著鋸齒波的掃頻電壓，而掃頻電壓又與線性調(diào)頻信號的調(diào)制頻偏成線性關(guān)系，所以精確的測出調(diào)制頻偏對應(yīng)的掃頻電壓就可計算出調(diào)頻帶寬B，解算出目標(biāo)離雷達(dá)的距離?，F(xiàn)有調(diào)制頻偏標(biāo)測方法的缺點是：介質(zhì)諧振器的工作頻點為雷達(dá)發(fā)射頻率，隨著雷達(dá)發(fā)射頻率越來越高，其工程實現(xiàn)難度越來越大；介質(zhì)諧振器受環(huán)境溫度的影響或振動沖擊的影響其諧振頻點易漂移，致使兩個檢測頻點發(fā)生變化且檢測幅度降低，而且視頻脈沖上升沿的斜率平緩，這些都將降低測定時刻的準(zhǔn)確性，最終導(dǎo)致不準(zhǔn)確的調(diào)制頻偏測量值，降低了雷達(dá)的測距精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種線性調(diào)頻信號的調(diào)制頻偏標(biāo)測裝置，以實現(xiàn)對線性調(diào)頻信號調(diào)制頻偏的實時準(zhǔn)確標(biāo)測，改善了雷達(dá)的環(huán)境適應(yīng)性，從而保證了雷達(dá)距離測量和計算的實時性和準(zhǔn)確性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案包括如下：

一種線性調(diào)頻信號的調(diào)制頻偏標(biāo)測裝置，其特征在于，包括頻綜源模塊、濾波放大模塊，掃頻壓控振蕩器、寬帶功分器和混頻器。

掃頻壓控振蕩器在外部鋸齒波信號FM的控制下產(chǎn)生線性調(diào)頻信號，該調(diào)頻信號通過寬帶功分器分成兩路，一路通過發(fā)射通道傳輸?shù)教炀€發(fā)射端口，另一路與頻綜源模塊輸出的點頻信號在混頻器中進(jìn)行混頻，產(chǎn)生中頻信號，該中頻信號經(jīng)過濾波放大模塊處理后產(chǎn)生頻標(biāo)信號CAV。