[发明专利]一种基于信号自相关的宽带微波信号比相方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于微波技术领域，具体涉及一种宽带微波信号比相方法及系统。

背景技术

相位信息是电磁波的重要信息之一，对不同信道接收的微波信号进行相位信息比对是测向技术、SAR成像技术等的技术基础之一。而对信号接收机来说，接收信号的频率未知，波形多变，这就给相位信息的提取带来了极大的困难。

图1为一种常规的信号相位差测量方法。通过两个接收通道分别接收微波信号，经过放大器放大到适当的功率大小，再通过瞬时测频技术对信号频率进行测量，根据测量结果调整可控本振，使本振信号对准来波信号频率。通过下变频把微波信号下变频为中频信号，然后通过中频比相器提取两路接收信号的相位差信息。

设通道1输入信号为f(ωt)，通道2输入信号为f(ωt+Δφ)，则瞬时测频组件提取信号频率ω，可控本振单元使本振频率ω_LO＝ω+ω₀(其中ω₀为固定中频频率，利于中频采样和处理)，则通道1和通道2的下变频输出分别为f(ω₀t)和f(ω₀t+Δφ)，经过中频比相器就可以提取出两路信号的相位差Δφ。

这种处理方法主要存在以下两方面不足：

1.需要对接收信号的频率进行测量；

2.由于测频、控制本振均需要时间，因此系统反应时间较长；

3.由于下变频只能实现信号的频段搬移，因此如果待测信号为线性调频等宽带信号时，需要中频处理器有较大的处理带宽。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于信号自相关的宽带微波信号比相方法及系统，适用于宽频率范围，任意信号形式的微波信号比相，并具有反应时间快，实现简单的特点，特别适用于电子侦察与干扰应用。

本发明的技术方案如下：

一种基于信号自相关的宽带微波信号比相方法，该方法包括以下步骤：

1)采用两路信号通道A和B同时接受微波信号f(2πft)，并分别进行功率放大；

2)其中一路信号通道A中经上述步骤1)放大后的信号，分成两路；

a)其中一路信号与频率为f_LO的本振1信号混频进行上变频，之后进行滤波，得到信号f[2π(f+f_LO)t]，将该信号与频率为f_LO+f₀的本振2信号混频进行下变频，然后再进行滤波得到信号f[2π(f+f₀)t]；

b)另一路信号与上述的信号f[2π(f+f₀)t]混频进行下变频得到中频信号f(2πf₀t)；

3)信号通道B经步骤1)放大后的信号与上述的信号f[2π(f+f₀)t]进行下变频，得到中频信号f(2πf₀t+Δφ)；

4)将上述步骤2)和步骤3)中得到的两个中频信号进行比相，得到两路信号的相位差信息。

上述于信号自相关的宽带微波信号比相方法中，所述的微波信号频率范围为其中，f为微波信号中心频率，BW为频率带宽。

一种基于信号自相关的宽带微波信号比相系统，包括两个微波信号接收通道A和通道B、与上述两个的通道连接的比相器，以及连接于两个上述两个通道之间的上变频器、第一滤波器、下变频器和第二滤波器，所述的通道A上设有第一放大器、功分器和下变频器A，三者沿信号发射方向依次安装，所述的通道B安装第二放大器、下变频器B，两者沿信号发射方向依次安装；所述的上变频器与通道A的功分器相连接，上变频器的输出口沿信号传递方向依次连接第一滤波器、下变频器和第二滤波器，第二滤波器同时向下变频器A和下变频器B发送信号，上变频器和下变频器分别接收本振1和本振2的固定频率信号。

在上述基于信号自相关的宽带微波信号比相系统中，所述的信号通道A和B接收微波信号，所述的微波信号频率范围为其中，f为微波信号中心频率，BW为频率带宽。

本发明的显著效果在于：

1.信号处理链路中均为模拟器件，无需控制环节，反应速度快；

2.信号自相关可以实现对宽带信号的压缩处理，大大减小了中频信号带宽；

3.方案无需测量输入信号频率，简化了信号处理流程

4.方案中的器件均为宽带器件，增大了输入信号带宽；

5.两通道信号处理链路均为相同的设计，易于控制接收链路的相位一致性；

6.本振信号的频率与输入信号的频率无关，避免了复杂的控制环节；