非相参fmcw自差式接收机灵敏度的定量测试的制作方法_2

文档序号:9306477阅读:来源:国知局
[0021] 测量结果准确,重复性好。本发明利用调制脉冲信号的宽频谱特性来解决非相 参FMCW自差式接收机内置本振VCO的频率温度漂移问题,采用标准信号源产生脉冲调制信 号,馈入接收机天线来测量非相参FMCW自差式接收机的灵敏度,通过调制射频脉冲信号产 生对应的调制中频信号,且产生的调制中频信号以固定的频谱间隔均匀分布,即使接收机 的内置VCO频率具有大的漂移情况下,也始终保证有等量功率的中频频谱分量落在中频滤 波器带内,从而有稳定的中频信号检波功率输出,通过中频检波信号和射频输入信号固定 的对应关系,简单计算可得出非相参FMCW自差式接收机的灵敏度,从而可消除因本振VCO 的频率漂移产生的中频信号频率和幅度不稳定导致的测试误差,测试系统采用标准的测试 仪器,可采用标准方法定期检定,能确保良好的量值准确性,因此本测试方法具有良好的灵 敏度测量精度和测试重复性。
[0022] 本发明由于测试电路简单可靠,易于实现,所需要的成本低,适合在室内对接收机 的灵敏度定量测试,测量精度准确,重复性好,降低了外场测试的工作量,测量单套产品所 需时间少,适合大规模雷达接收机生产对测试时间和成本的苛刻需求。
[0023] 根据本发明提出的新的测试方法,可建立非相参FMCW自差式接收机灵敏度的自 动测试系统,以进一步提高测试效率。
【附图说明】
[0024] 图1是本发明非相参FMCW自差式接收机的系统组成框图。
[0025] 图2是本发明非相参FMCW自差式接收机的测试系统框架。
[0026] 图3是信号发生器产生的微波调制脉冲信号波形示意图。
[0027] 图4是接收机内部集成VCO产生的本振信号频谱图。
[0028] 图5是信号发生器为单频连续波信号输入接收机时中频频谱示意图。
[0029] 图6是信号发生器产生脉冲调制信号输入接收机时中频谱线示意图。
[0030] 图7是本发明非相参FMCW自差式接收机测试系统测试流程图。
[0031] 图中:1待测非相参FMCW自差式接收机,2信号源,3显示器,4三角波调制,5压控 振荡器,6接收天线,7低噪声放大器,8混频器,9中频滤波器,10检波器,11信号源,12阻抗 匹配器,13示波器,14本振信号源,15接收器,16射频接收通道,17中频处理电路。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合附图和具体实施步骤对本发明提出的非相参FMCW自差式接收机灵敏度 测试方法进行详细说明。
[0033] 参阅图1。根据本发明,首先将带有内部脉冲调制功能的标准信号发生器11设置 为内部脉冲调制模式,设置射频频率f;= 信号功率涵盖非相参FMCW自差式接收机实际 工作时能接收到最小信号的起始功率、满足灵敏度测试精度要求的功率步进值,并设置调 制脉宽T和脉冲周期T;将标准信号发生器11产生的脉冲调制信号作为上述非相参FMCW 自差式接收机的测试信号,经测试天线12馈入上述非相参FMCW自差式接收机中,在上述非 相参FMCW自差式接收机的检波器10中进行电压检波,检波器实时输出的直流电SVd显示 在示波器13中;从示波器13上读出Vd与预先设定的非相参FMCW自差式接收机预设门限电 压Ve相比较,若检波电压V,与Ve的差值在误差范围之内,测试人员记录此时的信号源输出 功率Prf,根据记录的Prf计算出非相参FMCW自差式接收机灵敏度。上述fA。为频连续波雷 达发射信号的中心频率,也就是非相参FMCW自差式接收机内置本振压控振荡器5的中心频 率。信号源11调制脉冲信号的脉冲重复频率f;= 1/T与中频滤波器10的带宽Blf间满足关 系Blf;调制脉冲信号的脉宽T与中频滤波器带宽Blf间满足关系:1/T多5XBlf。 根据记录的信号源输出功率Prf,通过下述公式计算非相参FMCW自差式接收机灵敏度P_:
[0035] 其中,P_S设定的非相参FMCW自差式接收机系统的灵敏度,Prf为信号发生器11 的输出功率;T为信号发生器11的调制脉冲周期,T为调制脉宽;BrfSFMCW雷达扫频带 宽,也即是非相参FMCW自差式接收机内置本振压控振荡器5的扫频带宽。
[0036] 采用标准信号发生器11的内部脉冲调制方式产生调制射频信号,作为非相参FMCW自差式接收机的测试信号,用于非相参FMCW自差式接收机灵敏度的定量测试。根据 非相参FMCW自差式接收机调制参数,设置合理的信号源调制脉冲参数,产生的调制射频信 号与接收机本振信号混频后,中频信号频谱具有间隔为调制脉冲重复频率的宽带梳状谱特 性,在VCO频率出现漂移情况下总有等量功率的中频频谱分量落入中频带宽内,经中频检 波后输出稳定的直流电压。该电压正比于信号源输出射频功率,从而可以根据测量直流电 压值计算输入的等效带内射频信号功率,得到超外差接收机灵敏度。
[0037] 非相参FMCW自差式接收机测试系统包括:顺次串联的信号源2、待测非相参FMCW 自差式接收机1和显示器3,其中,信号源2包含信号发生器11和测试天线12。待测非相 参FMCW自差式接收机1输出的直流检波电压通过线缆连接示波器3输出直流信号,显示器 3用来实时检测非相参FMCW自差式接收机1输出的直流信号幅度,信号源2产生图3所 示的脉冲调制信号,调制脉冲的脉冲重复频率fp= 1/T与中频滤波器10带宽Blf间满足关 系Blf;调制脉冲信号的脉宽T与中频滤波器带宽Blf间满足关系:1/T多5XBlf。
[0038] 采用信号源2产生调制脉冲信号,馈入非相参FMCW接收机来测量天线的灵敏度。 首先在带有内部脉冲调制功能的标准信号发生器11中设置内部脉冲调制模式,设置射频 频率f;=fA。,fA。为频连续波雷达发射信号的中心频率,也即是接收机内置本振压控振荡器 的中心频率;设置涵盖接收机实际工作时能接收到最小信号的起始信号功率、满足灵敏度 测试精度要求的功率步进值;设置调制脉宽T和脉冲周期T;打开射频输出,将标准信号发 生器11产生的脉冲调制信号经测试天线12馈入非相参FMCW自差式接收机天线输入端,接 收机最终输出的显示在示波器13中,从示波器上读出检波信号的直流电压Vd。Vd与预先 设定的非相参FMCW自差式接收机门限电压Vti相比较,若检波电压Vd大于Vti的且差值在误 差范围之内,测试人员记录此时的信号源输出功率Prf,上述预先设定门限电压Ve为非相参 FMCW自差式接收机的比较门限电压,设置在信号处理电路的比较电路中。测试人员根据记 录的输出功率,通过下述的公式(1)计算非相参FMCW自差式接收机灵敏度P_:
[0040] 其中,P_S设定的非相参FMCW自差式接收机系统的灵敏度,Prf为信号发生器11 的输出功率,即信号源输出功率PrfJ为信号发生器11产生的调制脉冲信号的周期,T为 调制脉冲信号的脉宽,BrfSFMCW雷达扫频带宽,也即是自差式接收机内置本振压控振荡器 5扫频带宽,Blf为中频滤波器9的带宽。
[0041] 参阅图2。在所述的实施例中,非相参FMCW自差式接收机测试系统主要由顺次串 联的信号源2、待测非相参FMCW自差式接收机1和示波器13组成,其中待测非相参FMCW自 差式接收机1包括顺次串联的接收天线6、低噪声放大器7、混频器8、中频滤波器9、检波器 10和向混频器8提供本振信号的本振信号源14。本振信号源14由三角波调制器4和压控 振荡器5组成。接收天线6构成信号接收器15,低噪声放大器7串联混频器8构成射频接 收通道16,中频滤波器9串联检波器10构成中频处理电路。所述的接收天线6主要用来接 收信号源2中测试天线12发射的脉冲调制信号,低噪声放大器7主要用来对接收到的脉冲 调制信号进行放大,放大后的脉冲调制信号与本振信号源14产生的本振信号在混频器3中 混频,混频产生的多个频率组合及其谐波进入中频滤波器9中进行选频,经过中频滤波器9 选频的中频信号进入检波器10检波,转化为直流信号。所述的待测非相参FMCW自差式接 收机1的主要功能是对接收到的射频信号进行放大、混频、中频滤波和检波,转化为可在示 波器13显示的直流信号,所述的直流信号幅值正比于信号发生器11产生的脉冲调制信号 的输出功率。信号源2产生如图3所示幅度和频率可控的脉冲调制信号S1 (t),脉冲调制信 号的脉宽为T,脉冲重复周期为T,频率为f;。S1U)经过测试天线12馈入接收天线6中。 脉冲调制信号S1 (t)的频谱由一系列间隔为f;p= 1/T谐波组成,频谱主瓣两个零点间隔为 2/T0
[0042] 如图4所示,本振功率的频谱S2 (f)由一系列间隔为F1的谱线组成,Fi为三角波调 制器4的产生的三角波基波频率,S2 (f)的中心频率
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