[發明專利]線性調頻信號的調制頻偏標測裝置

在審

• 申請號: 201911304538.0
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN110927686A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 陳華;陳坤;解寶同;張廣
• 申請（專利權）人: 陜西長嶺電子科技有限責任公司
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40;G01S13/08
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;張問芬

本發明公開了一種線性調頻信號的調制頻偏標測裝置，主要解決因受到環境溫度變化和振動沖擊等因素的影響，現有線性調頻信號調制頻偏標測裝置標測不準、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的控制下產生線性調頻信號，該調頻信號通過寬帶功分器分成兩路，一路通過發射通道傳輸到天線發射端口，另一路與頻綜源模塊輸出的點頻信號在混頻器中進行混頻，產生中頻信號，該中頻信號經過濾波放大模塊處理后產生頻標信號CAV。本發明能實時準確標測線性調頻信號的調制頻偏，不受環境溫度和振動沖擊的影響，可用于雷達線性調頻連續波體制的距離測量。

技術領域

本發明屬于測距技術領域，尤其涉及一種調制頻偏標測裝置,可用于在調制頻偏變化的情況下準確計算目標距離。

背景技術

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

現有標測線性調頻信號調制頻偏的裝置，如圖1所示，其采用兩個介質諧振器，將其諧振中心頻率分別置于線性調頻信號的起始頻率點和終止頻率點，將線性調頻信號進入發射通道之前耦合進來，經過介質諧振器諧振、檢波器包絡檢波、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著鋸齒波的掃頻電壓，而掃頻電壓又與線性調頻信號的調制頻偏成線性關系，所以精確的測出調制頻偏對應的掃頻電壓就可計算出調頻帶寬B，解算出目標離雷達的距離。現有調制頻偏標測方法的缺點是：介質諧振器的工作頻點為雷達發射頻率，隨著雷達發射頻率越來越高，其工程實現難度越來越大；介質諧振器受環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確性，最終導致不準確的調制頻偏測量值，降低了雷達的測距精度。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提出一種線性調頻信號的調制頻偏標測裝置，以實現對線性調頻信號調制頻偏的實時準確標測，改善了雷達的環境適應性，從而保證了雷達距離測量和計算的實時性和準確性。

為實現上述目的，本發明的技術方案包括如下：

一種線性調頻信號的調制頻偏標測裝置，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的控制下產生線性調頻信號，該調頻信號通過寬帶功分器分成兩路，一路通過發射通道傳輸到天線發射端口，另一路與頻綜源模塊輸出的點頻信號在混頻器中進行混頻，產生中頻信號，該中頻信號經過濾波放大模塊處理后產生頻標信號CAV。