[发明专利]一种调频多普勒测距信号处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及调频无线电引信，具体涉及一种基于调频测距系统的调频多普勒测距信号处理装置。

背景技术

调频无线电引信是一种发射信号频率按调制信号规律变化的等幅连续波无线电引信，该体制引信的炸点与目标对电磁波的反射特性无关，具有良好的距离选择能力，所以对其的研究具有重要的理论和现实意义。

一般的调频测距系统主要是通过测量差频的频率来确定目标距离的。调频系统发射信号的频率是时间的函数，在无线电信号从引信发射到遇目标后返回这段时间内，发射信号已经发生了变化，于是导致回波信号的频率与发射信号频率不同。两者之间的差值的大小与引信到目标间的距离有关，测定其频率差，便可得到引信到目标的距离。由于差频存在一些不规则区，在这些不规则区间内，差频频率不能由差频公式求出，他们与距离也无直接关系，而差频频率又随时间按一定规律周期性变化，很明显，周期信号的频谱是离散的，所以差频也是离散的，因此，一般的调频测距系统测距并不十分准确。另外，上述的差频分析方法没有考虑调频测距系统与目标之间的相对运动，也就忽略了多普勒的影响，而且时频方法是用发射频率和接收频率直接相减，但实际中混频应该是相位相减的。因此，这种差频分析方法是近似的，这种调频测距系统所测距离也是近似结果，不能满足更高精度的引信定距要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种调频多普勒测距信号处理装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种调频多普勒测距信号处理装置，包括高频有源带通滤波器、低频有源带通滤波器、双混频器、两个自动增益放大器、两个二极管包络检波器和一个单片机，其中：

高频有源带通滤波器，用于接收带有目标距离信息的差频信号，并提取该差频信号中频率为调制信号频率四倍左右的设定带宽的高频信号，输出四次谐波信号；

低频有源带通滤波器，用于接收带有目标距离信息的差频信号，并提取该差频信号中频率为调制信号频率两倍左右的设定带宽的低频信号，输出二次谐波信号；

双混频器，由两个混频器组成，该两个混频器中的一个用来接收从高频有源带通滤波器输出的四次谐波信号和由单片机输出的频率为调制信号频率四倍的本振信号，使两者进行混频，再进行低通滤波，输出包含距离信息的第一正弦波信号；该两个混频器中的另一个用来接收从低频有源带通滤波器输出的二次谐波信号和由单片机输出的频率为调制信号频率两倍的本振信号，使两者进行混频，再进行低通滤波，输出包含距离信息的第二正弦波信号；

自动增益放大器，用于接收从双混频器输出的第一正弦波信号或第二正弦波信号，对第一正弦波信号或第二正弦波信号进行放大，输出第一正弦波增益信号或第二正弦波增益信号；

二极管包络检波器，用于接收从自动增益放大器输出的第一正弦波增益信号或第二正弦波增益信号，对第一正弦波增益信号或第二正弦波增益信号进行包络检波，提取包络信号，并对应输出第一包络信号或第二包络信号；

单片机，用于接收从两个二极管包络检波器输出的第一包络信号和第二包络信号，并将该两路包络信号进行相减，若所得结果＞起爆门限电平，则输出启动信号，若所得结果≤起爆门限电平，则不输出启动信号；且单片机还具有与双混频器相连的输出端，用于向双混频器输出本振信号。

作为本发明的一个具体实施方案，所述混频器中包括模拟开关电路和有源低通滤波电路；所述模拟开关电路接收由单片机输出的本振信号和由高频有源带通滤波器或者低频有源带通滤波器输出的四次谐波信号或二次谐波信号，通过使本振信号与谐波信号相加和相减得到两路带有目标距离信息的模拟信号，并将该两路模拟信号输出给有源低通滤波电路；所述有源低通滤波电路通过低通滤波从所述两路模拟信号中取得具有特定频率的带有目标距离信息的正弦波信号。

进一步地，所述单片机输出的本振信号为方波信号，所述调制信号为对称三角波信号。

进一步地，所述调频多普勒测距信号处理装置还包括与所述单片机的输出端相连、能够输出对称三角波调制信号的有源积分放大电路。

进一步地，所述单片机的一个输出端与自动增益放大器相连，使得单片机能够通过对自动增益放大器所接收的正弦波信号的比较运算来确定自动增益放大器的信号放大倍数。