一种微波抵消系统中基于同源基准的变频时延补偿方法与流程

1.本发明涉及微波接收与发射技术领域。


背景技术：

2.线性调频连续波制式雷达收发需要同时同频，因收发天线隔离度不足存在严重收发自干扰问题。抵消系统中通常采用模拟可调延时器调整系统时延匹配或者采用集成纳秒级延时芯片进行系统时延匹配。常规微波抵消系统中通常也采用集成芯片进行模拟系统时延匹配，因系统工作频率高，工作带宽宽，纳秒级延时芯片无法满足系统对时延精准匹配的要求。
3.在背景技术中，中国专利cn111600620a采用了高频补偿延时；中国专利cn111600620a没有采用对基准源的降频处理，如不对高频基准信号进行降频处理，就不存在中频初始基准，也无法精准采用中频时延补偿。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种微波抵消系统中基于同源基准的变频时延补偿方法，以解决通过降频补偿高频时延，不仅可以降低系统设计复杂度、减少成本而且能实现皮秒级基准补偿的技术问题。
5.为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
6.通过信号取样模块取样，经功率分配模块将信号分别送给矢量调制模块和同源基准降频时延匹配模块；矢量调制模块的输出信号传输至信号合成模块，信号合成模块的输出信号通过信号反馈模块送至接收端，同源基准降频时延匹配模块收集信号取样模块、功率分配模块及信号反馈模块的信号，并对信号进行降频处理，运算参考信号及干扰信号的群时延误差，该误差通过同源基准降频时延匹配模块的多阶皮秒级微调时延网络补偿，并将补偿后的值的反馈控制给权值控制电路，权值控制电路调制矢量调制模块生成相位相反、幅度相同的信号，达到实时干扰对消的目的。
7.同源基准降频时延匹配模块是提取信号取样模块、信号延时器及信号反馈模块的信号，对信号进行降频处理，运算参考信号及干扰信号的群时延误差，并通过多阶皮秒级微调时延网络补偿；其方法如下：
8.首先，基准信号定义为signal1 cos wt1，参考信号定义为signal2cos wt2，干扰信号定义为signal3cos wt3，同源信号定义为signal4cos wt；
9.cosα
×
cosβ＝1/2[cos(α+β)+cos(α-β)]
ꢀꢀꢀ
公式1
[0010]
依据公式1，通过信号滤波，选择需要的降频信号；从而得出三个降频信号，分别如下：
[0011]
signal1
×
signal4＝cos wt1×
cos wt
[0012]
signal2
×
signal4＝cos wt2×
cos wt
[0013]
signal3
×
signal4＝cos wt3×
cos wt
[0014]
分别对应降频后的延时时间为：
[0015]
t1＝t
1-t
[0016]
t2＝t
2-t
[0017]
t3＝t
3-t
[0018]
此时t1做为基准信号，是产生t2和t3的源，从而需要补偿的是时延差异可量化为t1-t2和t1-t3的绝对值；同时根据差异值进行对应的延时补偿；如果没有t1作为基准信号，或者没有同源信号，均无法实现降频精准时延补偿。
[0019]
权值控制电路，通过对进行降频处理后的参考信号和干扰信号进行时延匹配后，再通过正交功分器将各信号分别分解为正交的信号，将分解后的正交信号进行相关性运算，即通过信号的线性卷积，检测信号的线性相关性，使用正交信号相对应的权值运算输出结果去控制矢量调制器，改变输出信号的幅度和相位，最终产生与干扰信号等幅反相的抵消信号。
[0020]
本发明的优点及积极效果如下：
[0021]
为使微波抵消系统满足系统达到时延精准匹配的要求，设计了一种基于同源基准的变频时延补偿方法，该方法通过同源基准对高频基准信号、参考基准信号和误差干扰信号进行变频处理，检测下变频信号群时延差异，通过多阶皮秒级微调时延网络补偿，达到系统时延基准匹配的效能。该方法通过降频补偿高频时延，不仅可以降低系统设计复杂度、减少成本而且能实现皮秒级基准补偿。
附图说明
[0022]
图1是本发明的电路原理框图。
[0023]
图中，单元1为信号取样模块；单元2为功率分配模块；单元3为矢量调制模块；单元4为信号合成模块；单元5为同源基准降频时延匹配模块，单元6为信号反馈模块。
具体实施方式
[0024]
本发明的具体电路结构及工作原理参见图1所示。
[0025]
本发明的工作原理：微波抵消装置通过单元1取样，经单元2将信号分别送给单元3和单元5；单元3的输出信号传输至单元4，单元4的输出信号通过单元6送至接收端，单元5收集单元1、2及6的信号，并对信号进行降频处理，运算参考信号及干扰信号的群时延误差，该误差可通过单元5的多阶皮秒级微调时延网络补偿，并将补偿后的值的反馈控制给权值控制电路，权值控制电路调制单元3生成相位相反、幅度相同的信号，达到实时干扰对消的目的。单元1为信号取样模块；单元2为功率分配模块；单元3为矢量调制模块；单元4为信号合成模块；单元5为同源基准降频时延匹配模块，单元6为信号反馈模块。
[0026]
单元5是微波抵消系统中基于同源基准的变频时延补偿方法的核心。单元5的主要功能是提取单元1、2及6的信号，对信号进行降频处理，运算参考信号及干扰信号的群时延误差，并通过多阶皮秒级微调时延网络补偿。所述单元5的工作方法：
[0027]
首先，基准信号定义为signal1cos wt1，参考信号定义为signal2cos wt2，干扰信号定义为signal3cos wt3，同源信号定义为signal4cos wt；
[0028]
cosα
×
cosβ＝1/2[cos(α+β)+cos(α-β)]
ꢀꢀꢀ
公式1
[0029]
依据公式1，通过信号滤波，选择需要的降频信号；从而得出三个降频信号，分别如下：
[0030]
signal1
×
signal4＝cos wt1×
cos wt
[0031]
signal2
×
signal4＝cos wt2×
cos wt
[0032]
signal3
×
signal4＝cos wt3×
cos wt
[0033]
分别对应降频后的延时时间为：
[0034]
t1＝t
1-t
[0035]
t2＝t
2-t
[0036]
t3＝t
3-t
[0037]
此时t1做为基准信号，是产生t2和t3的源，从而需要补偿的是时延差异可量化为t1-t2和t1-t3的绝对值；同时根据差异值进行对应的延时补偿；如果没有t1作为基准信号，或者没有同源信号，均无法实现降频精准时延补偿。
[0038]
权值控制电路的工作原理如下：通过对进行降频处理后的参考信号和干扰信号进行时延匹配后，再通过正交功分器将各信号分别分解为正交的信号，将分解后的正交信号进行相关性运算(是指通过信号的线性卷积，检测信号的线性相关性)，使用正交信号相对应的权值运算输出结果去控制矢量调制器，改变输出信号的幅度和相位，最终产生与干扰信号等幅反相的抵消信号。
[0039]
系统运算过程中抵消信号能否达到与干扰信号等幅反相的关键是延时匹配，它决定了信号相关性运算过程中权值控制输出的精确度，相关性越强，控制精度越高，系统的性能和效能才能得到充分的发挥。