>[0024]圖1為本發(fā)明所采用的射頻對消電路示意圖，主要分為兩部分:射頻對消電路與低頻控制電路組成。該對消電路主要由矢量調(diào)制器、正交混頻器、耦合器、移相器、有源低通濾波器、加法電路構(gòu)成。這里采用閉環(huán)方案，利用加法電路降低了混頻器由于本振信號泄漏產(chǎn)生的直流誤差電壓，是提高對消比的關(guān)鍵。如圖1中所示，發(fā)射信號通過耦合器I直通端經(jīng)過環(huán)形器由天線發(fā)射，由于環(huán)形器隔離度在25dB?30dB之間，發(fā)射信號從環(huán)形器泄漏過來的功率遠大于回波信號功率。發(fā)射信號經(jīng)過耦合器I后，進入耦合器2，經(jīng)過耦合器2的直通端作為矢量調(diào)制器的輸入信號，經(jīng)過矢量調(diào)制器的調(diào)制產(chǎn)生對消信號。耦合器2耦合端輸出的信號經(jīng)過移相器、放大器作為正交混頻器的LO信號。沒有對消的泄漏信號經(jīng)過耦合器3直通端，耦合器4耦合端作為正交混頻器的RF信號。正交混頻器用來檢測泄漏信號的幅度與相位。RF信號與LO信號混頻完后輸出兩路差分信號I+、1-、Q+、Q_該差分信號經(jīng)過差分運算放大器后成為單端的1、Q兩路正交直流電壓信號，這兩路信號經(jīng)過有源低通濾波及加法電路后，作用于適量調(diào)制器。圖1中矢量調(diào)制器、耦合器3、耦合器4、正交混頻頻、差分運算放大器、有源環(huán)路濾波器(圖2)、加法電路(圖3)構(gòu)成了一個閉環(huán)的負反饋電路。矢量調(diào)制器輸出的對消信號在耦合器3的輸出端與泄露信號幅度相等，相位相差180°。由于混頻器LO信號泄露到RF端口，并且與LO信號自混頻產(chǎn)生一個直流信號，該直流信號和RF信號與LO信號混頻后的直流信號疊加在一起，對適量調(diào)制器來說這是一個誤差電壓，而且無法消除，最終會影響對消比。這也是所有閉環(huán)射頻對消電路面臨的問題，本發(fā)明用一個加法電路來補償該誤差電壓的影響。加法電路其中一路輸入信號為混頻后的I路或Q路直流電壓信號，另外一路為一個固定的直流電壓信號，該電壓的大小可以在正交混頻器只有LO信號輸入，RF端口沒有信號輸入時，測試差分運算放大器的輸出電壓來確定，需要補償?shù)碾妷悍柵c測試的電壓值相等符號相反。誤差電壓補償前補償后單頻點對消比的對比如圖4所示。掃頻情況下誤差電壓補償前后對消比的對比如圖5、圖6所示。
[0025]在射頻對消部分，總共用了 4個耦合器，每個耦合器的耦合度及作用都不一樣。耦合器I主要作用是將發(fā)射信號耦合出適當?shù)墓β?，耦合度?5dB ;耦合器2的作用是將耦合器I耦合出的發(fā)射信號再耦合出一路作為正交混頻器的LO信號，直通輸出信號用來產(chǎn)生對消信號，耦合度為6dB ;泄漏信號與對消信號在耦合器3中完成對消，耦合度為6dB ;耦合器4的直通端輸出有用的回波信號，泄漏信號經(jīng)過耦合器4的耦合端口，為正交混頻器提供RF信號，耦合度為9dB，耦合器4的耦合度不能太小，否則會影響接收信號。在射頻對消電路中，如圖中的標注所示，通路A、通路B、通路C的時延差必須相等。確保泄漏信號與對消信號的頻率差小于環(huán)路帶寬在低頻控制電路，正交混頻器輸出信號為差分形式，需要將差分信號轉(zhuǎn)化為單路信號，這里使用了差分運算放大器。有源低通濾波器濾除正交混頻器輸出的雜散信號，并為環(huán)路提供一定的增益，環(huán)路濾波器的環(huán)路帶寬決定了有源環(huán)路濾波器對泄漏信號變化的跟蹤能力，泄漏信號為線性調(diào)頻連續(xù)波，頻率從高端到低端的過渡時間大于4us(見圖7)。所以環(huán)路的響應(yīng)時間最大為4us。本發(fā)明中的環(huán)路濾波器為二階有源低通濾波器。前文分析了混頻器LO信號引入的直流誤差信號用加法電路來補償，該加法電路如圖3所示。當R1= R2= R3= R4= R5= Rf時，V。= VINi+VIN2，其中Vm為正交混頻器的輸出I路信號或Q路信號，Vin2為需要補償?shù)碾妷骸?br>[0026]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種線性調(diào)頻連續(xù)波雷達泄漏信號對消電路，其中發(fā)射信號通過環(huán)形器由天線發(fā)射，其特征在于，該對消電路包括第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器以及第四耦合器、矢量調(diào)制器、移相器、放大器、正交混頻器、第一差分運算放大器、第二差分運算放大器、第一有源低通濾波器、第二有源低通濾波器、第一加法電路以及第二加法電路； 其中連接關(guān)系為:發(fā)射信號由第一耦合器的輸入端輸入，由第一耦合器的直通端輸入至所述環(huán)形器，第一耦合器的耦合端連接至所述第二耦合器的輸入端，第二耦合器的直通端連接至矢量調(diào)制器的信號輸入端，第二耦合器的耦合端連接至移相器，移相器通過放大器連接至所述正交混頻器的本振LO信號輸入端，所述環(huán)形器中的泄漏信號輸入至第三耦合器，第三耦合器的直通端連接至第四耦合器，第三耦合器的耦合端與所述矢量調(diào)制器的輸出端相連，第四耦合器的直通端連接至接收機，第四耦合器的耦合端連接至所述正交混頻器的射頻RF信號輸入端；正交混頻器具有兩路輸出端，分別為I路差分輸出端和Q路差分輸出端，其中I路差分輸出端順次連接第一差分運算放大器和第一有源低通濾波器，第一有源低通濾波器的輸出端連接至第一加法電路的一個輸入端，第一加法電路另一個輸入端接入補償電壓；Q路差分輸出端順次連接第二差分運算放大器和第二有源低通濾波器，第二有源低通濾波器的輸出端連接至第二加法電路的一個輸入端，第二加法電路另一個輸入端接入補償電壓；第一加法電路的輸出端和第二加法電路的輸出端分別連接至所述矢量控制器的兩個控制電壓端。
2.如權(quán)利要求1所述的一種線性調(diào)頻連續(xù)波雷達泄漏信號對消電路，其特征在于，所述補償電壓為固定的直流電壓信號，補償電壓的確定方法為:測試獲得當正交混頻器只有LO信號輸入，RF端口沒有信號輸入時，差分運算放大器的輸出電壓；其中補償電壓與測試獲得的輸出電壓數(shù)值相等、符號相反。
3.如權(quán)利要求1所述的一種線性調(diào)頻連續(xù)波雷達泄漏信號對消電路，其特征在于，所述第一親合器的親合度為15dB ;所述第二親合器的親合度為6dB ;所述第三親合器的親合度為6dB ;所述第四耦合器的耦合度為9dB。
4.如權(quán)利要求1所述的一種線性調(diào)頻連續(xù)波雷達泄漏信號對消電路，其特征在于，所述有源低通濾波器為二階有源低通濾波器。
5.如權(quán)利要求1所述的一種線性調(diào)頻連續(xù)波雷達泄漏信號對消電路，其特征在于，所述加法電路中包括加法器、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4和第五電阻R5以及第六電阻Rf; 所述加法器的負相輸入端通過第二電阻R2接地，加法器的輸出端通過第六電阻Rf和第一電阻R1接地，負相輸入端通過第六電阻R ￡連接至加法器的輸出端；所述加法器的正向輸入端通過第五電阻R5接地；其中有源低通濾波器的輸出端通過第三電阻R3連接至加法器的正相輸入端，有源低通濾波器的輸出電壓信號為Vini，補償電壓Vin2通過第四電阻R 4連接至加法器的正相輸入?而，其中Ri= R2= R 3= R4= R5= Rf，加法器的輸出》而輸出電壓V。=VlNl+VlN2。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種線性調(diào)頻連續(xù)波雷達泄漏信號對消電路，通過環(huán)形器將發(fā)射信號由天線發(fā)射；第一耦合器的輸入端連接發(fā)射信號、直通端連接至環(huán)形器、耦合端連接至第二耦合器的輸入端；第二耦合器的直通端連接至矢量調(diào)制器的信號輸入端、耦合端連接至移相器；移相器通過放大器連接至正交混頻器的LO信號輸入端，環(huán)形器中的泄漏信號輸入至第三耦合器，第三耦合器的直通端連接至第四耦合器、耦合端與矢量調(diào)制器的輸出端相連；第四耦合器的直通端連接至接收機、耦合端連接至正交混頻器的RF信號輸入端；正交混頻器輸出兩路差分信號分別通過差分運算放大器、有源低通濾波器和加法電路連接至矢量調(diào)制器，其中在加法電路與補償電壓進行加法運算。
【IPC分類】G01S7-36
【公開號】CN104569930
【申請?zhí)枴緾N201410837775
【發(fā)明人】王寶平, 劉峰, 沈國松, 劉海波, 趙婧
【申請人】北京理工雷科電子信息技術(shù)有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月29日