[发明专利]基于无源变频的微波测距系统

说明书

一种基于无源变频的微波测距系统，属于微波测距技术领域。该测距系统包括主台仪器和副台仪器；其中，副台仪器包括副台仪器天线和无源变频装置，无源变频装置包括输入匹配网络、输出匹配网络、含异质结的晶体管和谐振网络，所述输入匹配网络的输出端与含异质结的晶体管漏极相连，输出匹配网络的输入端与含异质结的晶体管源极相连，含异质结的晶体管栅极通过谐振网络接地，无源变频装置馈入来自主台仪器天线发出的微波信号。本发明提供的一种基于无源变频的微波测距系统，副台仪器采用无源变频装置，有效简化了系统，降低了成本。

技术领域

本发明属于微波测距技术领域,具体涉及一种基于无源变频的微波测距系统。

背景技术

目前，微波测距主要是利用电磁波在均匀介质空间中传播的直线性和等速性，按测距原理可以划分为脉冲法、频率法和相位法。但是，目前的测距系统都是需要将主副两台仪器安置在测线的两端，主台发射的测距信号被副台接收后，再由副台转发给主台。而且为了提高精度，在主台发射信号的同时，副台也发射信号给主台。这样就需要复杂程度一样的两台仪器，且主副台仪器都需要具备实现收发信号的功能，即都需要包括直流供电。这样导致测距系统复杂，成本高昂，体积重量相对较大，限制了其应用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于无源变频的微波测距系统，副台仪器采用无源变频装置，有效简化了系统，降低了成本。

本发明采用的技术方案如下：

基于无源变频的微波测距系统，包括主台仪器和无源的副台仪器；其中，所述主台仪器包括信号源1、隔离器2、功率放大器3、双工器4、低噪声放大器5、频率测定仪6和主台仪器天线7，所述信号源产生微波信号，经隔离器后输入功率放大器进行放大处理，放大后的信号输入双工器的第一通带端口，双工器的主口连接主台仪器天线，第二通带端口输出的信号输入低噪声放大器，经低噪声放大器放大来自副台仪器的无源变频信号后，输入频率测定仪检测频率；

所述无源的副台仪器包括副台仪器天线8和无源变频装置9，副台仪器天线接收来自主台仪器的信号并发射无源变频装置产生的变频信号；其中，无源变频装置包括输入匹配网络、输出匹配网络、含异质结的晶体管和谐振网络，所述输入匹配网络的输出端与含异质结的晶体管漏极相连，输出匹配网络的输入端与含异质结的晶体管源极相连，含异质结的晶体管栅极通过谐振网络接地，无源变频装置馈入来自主台仪器天线发出的微波信号。

进一步地，所述无源变频装置输出信号的频率，根据副台仪器天线接收到的来自主台仪器的微波功率确定。

更进一步地，根据主台仪器天线的发射功率P_s以及主台仪器接收到的来自副台仪器产生的变频信号的频率，利用friis传输公式及无源变频装置的功率-频率曲线，即可计算得到主副台仪器之间的距离。

进一步地，所述信号源产生的微波信号的频率为3MHz～40GHz。

进一步地，所述含异质结的晶体管可以为异质结双极型晶体管或者场效应管(FET)等；其中，所述场效应管可以为金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或者高电子迁移率晶体管(HEMT)。

进一步地，所述无源变频装置中，输入匹配网络11的目的是实现天线阻抗与晶体管漏极阻抗的匹配，将主台仪器发射的信号更高效地馈入晶体管；输出匹配网络12的目的是实现源极阻抗到天线的阻抗匹配，将输出的变频信号顺利的发射出去。

本发明提供的一种基于无源变频的微波测距系统，其工作原理为：