[发明专利]线性调频信号的调制频偏标测装置

说明书

本发明公开了一种线性调频信号的调制频偏标测装置，主要解决因受到环境温度变化和振动冲击等因素的影响，现有线性调频信号调制频偏标测装置标测不准、误差偏大的问题。其包括频综源模块、滤波放大模块、扫频压控振荡器、宽带功分器和混频器。扫频压控振荡器在外部锯齿波信号FM的控制下产生线性调频信号，该调频信号通过宽带功分器分成两路，一路通过发射通道传输到天线发射端口，另一路与频综源模块输出的点频信号在混频器中进行混频，产生中频信号，该中频信号经过滤波放大模块处理后产生频标信号CAV。本发明能实时准确标测线性调频信号的调制频偏，不受环境温度和振动冲击的影响，可用于雷达线性调频连续波体制的距离测量。

技术领域

本发明属于测距技术领域，尤其涉及一种调制频偏标测装置,可用于在调制频偏变化的情况下准确计算目标距离。

背景技术

线性调频连续波雷达，其调制波形为锯齿波，锯齿波信号周期为T，调频带宽为B，锯齿波信号调控雷达的压控振荡器产生线性调频连续波发射出去，该发射信号经目标反射产生时间延迟后的回波信号由雷达接收，雷达将该回波信号与发射信号的复制品进行混频，随后依次进行滤波、相干检波和采样，最后采用一组窄带滤波器用FFT方法进行频谱分析，提取出频率信息即差频f_b，再根据光速c、锯齿波信号周期T、差频f_b、调频带宽B这四者与目标距离R的关系：R＝(c×T×f_b)÷(2×B)，计算得到目标距离，得到测距误差△R/R＝△f_b/f_b+△T/T-△B/B。式中，f_b的误差与FFT的处理点数有关，选取大点数可减小f_b的误差；采用高稳定度晶振以及高速数字时钟计数，可减小T的量化误差；B的误差与压控振荡器的稳定度有关，压控振荡器频率的波动造成了调制频偏误差，调制频偏误差是制约雷达测距精度提高的首要因素。受到电源纹波的影响或环境温度变化的影响或雷达高工作频率的影响，压控振荡器输出频率的调制频偏会发生变化，如果对压控振荡器输出频率的调制频偏进行标测，得知调制频偏的实际值，将实测的调制频偏值计算出调频带宽B后带入上述测距公式可准确计算得出目标距离。

现有标测线性调频信号调制频偏的装置，如图1所示，其采用两个介质谐振器，将其谐振中心频率分别置于线性调频信号的起始频率点和终止频率点，将线性调频信号进入发射通道之前耦合进来，经过介质谐振器谐振、检波器包络检波、运算放大器放大，形成两个视频脉冲，这两个视频脉冲的上升沿对应着锯齿波的扫频电压，而扫频电压又与线性调频信号的调制频偏成线性关系，所以精确的测出调制频偏对应的扫频电压就可计算出调频带宽B，解算出目标离雷达的距离。现有调制频偏标测方法的缺点是：介质谐振器的工作频点为雷达发射频率，随着雷达发射频率越来越高，其工程实现难度越来越大；介质谐振器受环境温度的影响或振动冲击的影响其谐振频点易漂移，致使两个检测频点发生变化且检测幅度降低，而且视频脉冲上升沿的斜率平缓，这些都将降低测定时刻的准确性，最终导致不准确的调制频偏测量值，降低了雷达的测距精度。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种线性调频信号的调制频偏标测装置，以实现对线性调频信号调制频偏的实时准确标测，改善了雷达的环境适应性，从而保证了雷达距离测量和计算的实时性和准确性。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下：

一种线性调频信号的调制频偏标测装置，其特征在于，包括频综源模块、滤波放大模块，扫频压控振荡器、宽带功分器和混频器。

扫频压控振荡器在外部锯齿波信号FM的控制下产生线性调频信号，该调频信号通过宽带功分器分成两路，一路通过发射通道传输到天线发射端口，另一路与频综源模块输出的点频信号在混频器中进行混频，产生中频信号，该中频信号经过滤波放大模块处理后产生频标信号CAV。