一种连续波探测器测试系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种连续波探测器测试系统，其中接收/发射天线用于接收与发射信号；所述接收/发射天线接收到的信号通过所述环形器至低噪声放大器进行放大，用于所述混频器的本振输入；所述波形发生器根据目标探测过程中距离信息或多普勒频率设定相应频率的波形信号；所述混频器将所述低噪声放大器放大后的本振信号与所述波形发生器产生的波形信号进行混频，得出调制信号并输出至所述可调衰减器；所述可调衰减器根据模拟目标的远近、大小设定衰减系数，模拟得到不同目标条件下的发射信号；所述环形器将模拟发射信号传送至接收/发射天线进行发射。本发明可基于地面条件下实现调频连续波距离探测与运动目标多普勒速度检测。
【专利说明】一种连续波探测器测试系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及高速运动目标检测【技术领域】，特别是涉及一种连续波探测器测试系统。
【背景技术】
[0002]微波、毫米波探测技术已经在许多领域中得到了应用，具有广阔的应用前景，例如:无线周边警戒、测速雷达、汽车防撞雷达、引信、液位探测等多个方向得到了应用。通过微波、毫米波雷达技术的调频连续波可以实现距离测量，通过多普勒频移可以对运动目标的速度进行探测。在实际设计过程中，探测器的工作性能的检测一般通过地面上实际运动的目标进行测试，然而在许多需要对高速运动目标进行测试的情况下往往比较困难，在远距离测试时受到地面其它目标的干扰。特别在毫米波频段高，波长短，通过数字模拟方法很难实现同频信号，同时成本也较高。实验室条件下可以设置短距离目标，实现探测器对距离目标的性能模拟；当探测距离较远时，则场地比较受限，较易受到其它目标的干扰。对于运动目标的情形，可以通过直线或旋转体实现目标的模拟与信号标定；然而，在大多数情况下，目标的速度变化范围较大，比如汽车的最高速度超过120km/h (约33m/S)，飞机速度最高可到300m/S以上，对于高速(>10m/S)目标，地面条件下较难模拟实现。在探测器的研制和生产过程中开发一套简单、灵活的毫米波探测器测试系统具有较好的应用需求。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种连续波探测器测试系统，可基于地面条件下实现调频连续波距离探测与运动目标多普勒速度检测。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种连续波探测器测试系统，包括接收/发射天线、环形器、可调衰减器、低噪声放大器、混频器和波形发生器，所述接收/发射天线用于接收与发射信号；所述接收/发射天线接收到的信号通过所述环形器至低噪声放大器进行放大，用于所述混频器的本振输入；所述波形发生器根据目标探测过程中距离信息或多普勒频率设定相应频率的波形信号；所述混频器将所述低噪声放大器放大后的本振信号与所述波形发生器产生的波形信号进行混频，得出调制信号并输出至所述可调衰减器；所述可调衰减器根据模拟目标的远近、大小设定衰减系数，模拟得到不同目标条件下的发射信号；所述环形器将模拟发射信号传送至接收/发射天线进行发射。
[0005]所述低噪声放大器对接收到的信号进行放大，以达到所述混频器最小工作的本振功率电平要求。
[0006]所述低噪声放大器输出的放大信号的频率与探测器的发射频率相同。
[0007]所述波形发生器在产生波形信号时还加入目标探测过程中幅度变化信息。
[0008]各个元件之间通过波导接口利用螺钉进行紧固或通过毫米波专用电缆进行连接。
[0009]有益效果
[0010]由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果:本发明可以实现地面条件下对不同距离下的探测器目标特性模拟，实现超高速运动目标的信号模拟，为探测器的设计提供辅助支撑。基于本发明有利于开展不同目标与不同动态特性下，中频信号进行后续的信号预处理、数字信号分析究。同时，本发明的测试系统也可以作为探测器生产所用的检测设备。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明的原理图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0013]本发明的实施方式涉及一种连续波探测器测试系统，测试系统接收到探测器发出的射频信号，通过发射结构将接收到的信号进行回射，形成与探测器发射电路差频的发射信号，进入探测器进行混频处理。当测试系统对接收到的信号进行调制时，形成不同幅度、不同频差的发射信号；探测器的接收功率将受控于测试系统，从中频输出表现为不同的信号幅度；差频频率根据目标的距离和速度信息通过波形发生器调节。
[0014]如图1所示，一种连续波探测器测试系统包括接收/发射天线1、环形器2、可调衰减器3、低噪声放大器4、混频器5和波形发生器6，所述接收/发射天线I用于对探测器所发出的毫米波信号的接收与发射；所述接收/发射天线I接收到的信号通过所述环形器2至低噪声放大器4进行放大，用于所述混频器5的本振输入，其中，低噪声放大器4对接收到的信号进行放大，以达到混频器5最小工作的本振功率电平要求；所述波形发生器6根据目标探测过程中距离信息或多普勒频率设定相应频率的波形信号，同时也可以加入目标探测过程中幅度变化信息；所述混频器5将所述低噪声放大器4放大后的放大信号与所述波形发生器6产生的波形信号进行混频，得出调制信号并输出至所述可调衰减器3，其中，混频器5的本振输入端为低噪声放大器放大信号，其频率与探测器的发射频率相同；所述可调衰减器3根据模拟目标的远近、大小设定衰减系数，模拟得到不同目标条件下的发射信号；所述环形器2将模拟发射信号传送至接收/发射天线进行发射，由此完成了对探测器发射信号的模拟调制和转发。探测器接收到目标模拟单元的转发信号后进行本地混频，得到模拟实际条件下探测器的实际中频输出信号。
[0015]当系统工作频段较高时，信号传输过程中的衰减对于组装工艺比较敏感。系统元件可以通过波导接口利用螺钉进行紧固，也可以通过毫米波专用电缆进行连接，电缆的长度尽可能小，并保持固定位置。
[0016]本发明通过天线向外发射一系列连续调频波，并接收目标的反射信号，发射波的频率随时间按调制电压的规律变化。一般调制信号为三角波信号，目标距离R与IF之间的
C rji
关系式为:Α = ?//7，其中，R为目标距离，c为光速，T为工作环境温度，AF为工作带宽、IF中频输出信号频率，由此可见，目标距离与雷达前端输出的中频信号频率成正比，因此可以通过对混频输出信号频率的测量实现距离的测量。
[0017]当振荡器工作于某一固定的频点时，两者距离变远时出现负的多普勒频移，利用这种多普勒效应可以进行多普勒测速雷达的设计。根据多普勒原理(fd = 2ν/λ)，目标的相对运动速度V可以表示为= 「力’其中，f(!为发射波中心频率，λ为发射波波长，C
J O
为光速，fd为中频输出信号频率。
[0018]不难发现，本发明可以实现地面条件下对不同距离下的探测器目标特性模拟，实现超高速运动目标的信号模拟，为探测器的设计提供辅助支撑。基于上述的模拟系统，有利于开展不同目标与不同动态特性下，中频信号进行后续的信号预处理、数字信号分析究。同时，发明的测试系统也可以作为探测器生产所用的检测设备。
【权利要求】
1.一种连续波探测器测试系统，包括接收/发射天线(I)、环形器(2)、可调衰减器(3)、低噪声放大器(4)、混频器(5)和波形发生器￠)，其特征在于，所述接收/发射天线(I)用于接收与发射信号；所述接收/发射天线(I)接收到的信号通过所述环形器(2)至低噪声放大器(4)进行放大，用于所述混频器(5)的本振输入；所述波形发生器(6)根据目标探测过程中距离信息或多普勒频率设定相应频率的波形信号；所述混频器(5)将所述低噪声放大器(4)放大后的本振信号与所述波形发生器(6)产生的波形信号进行混频，得出调制信号并输出至所述可调衰减器(3);所述可调衰减器(3)根据模拟目标的远近、大小设定衰减系数，模拟得到不同目标条件下的发射信号；所述环形器(2)将模拟发射信号传送至接收/发射天线(I)进行发射。
2.根据权利要求1所述的连续波探测器测试系统，其特征在于，所述低噪声放大器(4)对接收到的信号进行放大，以达到所述混频器(5)最小工作的本振功率电平要求。
3.根据权利要求1所述的连续波探测器测试系统，其特征在于，所述低噪声放大器(4)输出的放大信号的频率与探测器的发射频率相同。
4.根据权利要求1所述的连续波探测器测试系统，其特征在于，所述波形发生器在产生波形信号时还加入目标探测过程中幅度变化信息。
5.根据权利要求1所述的连续波探测器测试系统，其特征在于，各个元件之间通过波导接口利用螺钉进行紧固或通过毫米波专用电缆进行连接。
【文档编号】G01S13/06GK104199019SQ201410378111
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】崔恒荣, 王伟, 孙芸, 朱浩, 孙晓玮 申请人:中国科学院上海微系统与信息技术研究所