[发明专利]通过变本振方式区别镜频的太赫兹信号盲检测系统

说明书

本发明公开了通过变本振方式区别镜频的太赫兹信号盲检测系统，该系统包括太赫兹天线、太赫兹射频前端、中频电路和基带电路；所述太赫兹射频前端包括太赫兹分谐波混频器；所述中频电路为所述太赫兹分谐波混频器提供本振驱动并改变本振频率；所述太赫兹天线将信号接收至太赫兹射频前端进行混频，混频后的中频信号进入所述中频电路进行放大及滤波后进入基带ADC进行解调并识别镜频。本发明采用了跳频变本振技术结合数字滤波算法对镜像频率进行抑制，即通过改变混频器本振驱动频率后，所探测频率与镜像频率经过混频器后中频频率不同的方式，通过基带算法来判断镜像频率，从而选择性的抑制镜像频率。

技术领域

本发明涉及太赫兹信号检测技术领域，具体涉及通过变本振方式区别镜频的太赫兹信号盲检测系统。

背景技术

随着无线电技术的发展，无线电犯罪活动的范围越来越广，频率越来越高，隐蔽性和流动性越来越强。因此，传统的盲检测方法和盲检测频段越来越难以满足实际需要。太赫兹波是指频率在100GHz到10THz之间的电磁波，这一段电磁频谱处于传统电子学和光子学研究频段之间的特殊位置。目前虽然太赫兹频谱相对比较纯净，但随着信息技术的发展，开发太赫兹频率信号盲检测系统是十分必要的。同时，与传统的毫米波信号盲检测系统相比，太赫兹信号盲检测系统具有可同时监测数十GHz的特性，具有极高的研究价值。

目前尚无太赫兹频段的信号盲检测系统方案。信号盲检测系统的检测带宽取决于前端电路的带宽和基带中模数转换器(ADC)的可处理信号的带宽。受制于ADC的发展，目前商用ADC芯片的采样率最高只有10.25GSPS(https://www.analog.com/cn/products/ad9213.html)，如果只采用一路ADC对空间信号进行检测，其检测带宽较窄，仅使用了太赫兹信道中一部分频谱资源，无法充分发挥太赫兹频带大带宽的优势，限制了太赫兹信号盲检测系统的有效检测范围，降低了太赫兹频谱资源的使用效率。同时，在太赫兹频段，由于镜像抑制混频器的缺乏，以往的太赫兹接收机系统通常采用普通的平衡混频器。但平衡混频器无法区别信号的上下两个边带，也就是说无法将镜像频率与所检测频率有效区分开来，这严重影响了太赫兹信号盲检测系统的有效检测。那么如何有效的滤除镜像频率，消除镜像频率所带来的影响就成为了太赫兹盲检测系统设计的难点。

发明内容

为了有效抑制镜像频率以及提高检测范围，本发明提供了通过变本振方式区别镜频的太赫兹信号盲检测系统，该系统在检测系统前端电路部分进行了改进，采用跳频变本振技术，在基带电路部分采用数字滤波方式对镜像频率进行有效识别并滤除，避免使用太赫兹滤波器所带来的额外的电路损耗，同时在同样ADC采样率的情况下，可实时盲检测宽带为普通检测系统的N倍，大大提高了检测范围。

本发明通过下述技术方案实现：

通过变本振方式区别镜频的太赫兹信号盲检测系统，该系统包括太赫兹天线、太赫兹射频前端、中频电路和基带电路；所述太赫兹射频前端包括太赫兹分谐波混频器；所述中频电路为所述太赫兹分谐波混频器提供本振驱动并改变本振频率；所述太赫兹天线将信号接收至太赫兹射频前端进行混频，混频后的中频信号进入所述中频电路进行放大及滤波后进入基带ADC进行解调并识别镜频。

优选的，所述中频电路包括50MHz晶振、锁相介质振荡器和数字跳频模块；所述太赫兹射频前端还包括太赫兹倍频链路；所述50MHz晶振信号经过锁相介质振荡器、数字跳频模块以及太赫兹倍频链路，产生太赫兹信号为太赫兹分谐波混频器提供本振驱动，通过数字跳频模块改变本振频率。

优选的，由数字跳频模块控制改变本振频率，基带电路通过比较变化后的本振信号与镜频信号、以及变化后的本振信号与所探测信号来识别镜频信号和所探测信号，并对镜频信号进行剔除，以抑制镜像频率。

优选的，所述中频电路还包括低噪声放大器和低频滤波器，所述低噪声放大器用于对混频后的中频信号进行放大，所述低通滤波器用于对放大后的信号进行低通滤波。