为fA。，扫频带宽为Brf，起止频率分别为 4和fAH。S2(f)的频谱包络符合贝塞尔-雅克比方程。经低噪声放大器7放大的射频信号 与本振信号源14产生的信号S2(f)在混频器8中混频，混频产生的中频信号进入中频滤波 器9中进行选频；若采用的传统的单频连续波信号作为测试信号，其中频频谱示意图如图5 中S3 (f)所示，虚线为中频滤波器9滤波特性示意图，中频滤波器带宽为Blf，图5中IF为中 频信号谱线，两边短划线所示为因本振信号温度漂移导致中频谱线漂移的可能位置，图中 两条可能中频谱线频率漂移量分别记为-A匕和Af2。由图5可见，频率漂移量Af2的中 频频谱落在中频滤波器带外，此时输入射频信号对检波器10输出电压无贡献。
[0043] 如图6所示，S4(f)中为脉冲调制信号输入时非相参FMCW自差式接收机中频频谱 示意图，在图6中，虚线为中频滤波器的滤波器特性曲线，粗实线为内置VCO的调制三角波 基波频率F1，细实线为采用脉冲调制射频信号与自差式接收机本振混频产生的中频信号频 谱，由一系列间隔为调制脉冲重复频率等幅谱线组成，即使本振信号存在大的频率漂 移，依然存在同等数量的中频谱线落在中频滤波器带内。非相参FMCW自差式接收机系统的 灵敏度可根据前文中公式（1)计算。
[0044] 如图7所示为本发明非相参FMCW自差式接收机灵敏度的测试流程：
[0045] 步骤S101，设置信号发生器11为内部脉冲调制模式，设置射频信号频率f；=fA。， 设置调制脉冲周期T和脉宽T，f；p= 1/T、T与中频滤波器10带宽Blf间需满足关系： 0<fr^Blf,I/I^ 5XBlf〇
[0046] 步骤S102中，设置示波器13的电压分辨率和显示宽度，使其能稳定显示检波器10 的输出电压波形，并可准确读出直流电压值。
[0047] 步骤S103中，设置信号发生器11输出的起始功率，使其能涵盖非相参FMCW自差 式接收机系统实际工作时能接收到的最小信号；设置信号发生器11输出的功率步进AP， AP应小于灵敏度测试精度，同时兼顾测试时间，不能过小，优选功率步进设置为ldB。
[0048] 步骤S104,打开信号源射频输出，测试人员从示波器上读出检波器10输出的检波 直流电压Vd。
[0049] 步骤S105,测试人员将读出Vd与预设的电压门限Vti相比较。当VdW，以步进功率 AP为步进增加输入功率，直至Vd>V且在规定的误差范围内；当VPVti且不在规定的误差 范围内时，以步进功率AP为步进减小输入功率，直至Vd^Vti且在规定的误差范围内；如果 无法达到Vd>Ve且在规定的误差范围内，应当减小AP值重新测试。
[0050] 步骤S106,记录此时的信号发生器11的输出功率。
[0051] 步骤S107,根据记录的信号发生器11的输出功率，由公式（1)计算非相参FMCW自 差式接收机的灵敏度。
【主权项】
1. 一种非相参FMCW自差式接收机灵敏度的测试方法，其特征在于包括如下步骤：在非 相参FMCW自差式接收机测试系统中，首先在信号发生器（11)中设置脉冲调制模式，设置射 频频率f；=fA。、涵盖非相参FMCW自差式接收机能接收到最小信号功率的初始输出信号功 率和满足灵敏度测试精度要求的功率步进值、调制脉宽t和脉冲周期T，并将信号发生器 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，然后将信号发生器 产生的测试信号经测试天线（12)馈入到上述非相参FMCW自差式接收机的检波器（10)中 进行电压检波，检波器把实时输出的直流信号幅度1显示在示波器（13)中；从示波器上读 出检波电压Vd与预先设定的非相参FMCW自差式接收机比较门限电压V相比较，若检波电 压Vd高于Ve且差值在要求的误差范围之内时，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自差式接收机系统的灵敏度，上述fA。为自差式接收机内置 本振压控振荡器的中心频率。2. 如权利要求1所述的非相参FMCW自差式接收机灵敏度的测试方法，其特征在于：非 相参FMCW自差式接收机测试系统由顺次串联的信号源（2)、待测非相参FMCW自差式接收 机⑴和示波器（13)组成，其中待测非相参FMCW自差式接收机⑴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)。3. 如权利要求1或2所述的非相参FMCW自差式接收机灵敏度的测试方法，其特征在 于：信号源（11)的调制脉冲信号的脉冲重复频率&= 1/T与中频滤波器（10)带宽Blf 间满足关系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彡5XBif，t为调制脉宽。4. 如权利要求1所述的非相参FMCW自差式接收机灵敏度的测试方法，其特征在于：所 述预先设定比较门限电压Ve为非相参FMCW自差式接收机的内置比较器门限电压，在非相 参FMCW自差式接收机信号处理电路中设置。5. 如权利要求1所述的非相参FMCW自差式接收机灵敏度的测试方法，其特征在于：测 试人员根据记录的标准信号源输出功率，通过下述公式计算非相参FMCW自差式接收机 灵敏度P_:其中，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，Brf为FMCW雷达扫频带宽，也即是接收机内置本振压控振荡器（5)扫频带宽。6. 如权利要求1所述的非相参FMCW自差式接收机灵敏度的测试方法，其特征在于：非 相参FMCW自差式接收机内置本振信号源（14)，本振信号源（14)，由三角波调制器（4)和压 控振荡器（5)组成。7. 如权利要求2所述的非相参FMCW自差式接收机灵敏度的测试方法，其特征在于：接 收天线（6)构成接收器（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。8. 如权利要求7所述的非相参FMCW自差式接收机灵敏度的测试方法，其特征在于：接 收天线（6)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)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。9. 如权利要求1所述的非相参FMCW自差式接收机灵敏度的测试方法，其特征在于：非 相参FMCW自差式接收机（1)对接收到的测试信号进行放大、混频、滤波和检波，将射频调制 信号转化为示波器（13)显示的直流电压信号，其幅值正比于信号发生器（11)输出信号功 率。10. 如权利要求1所述的非相参FMCW自差式接收机灵敏度的测试方法，其特征在于： 采用标准信号发生器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FMCW雷达调制参 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非相参FMCW自差式接收机本 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，经中频检波后输出正比 于信号源输出射频功率的直流电压，然后根据测量直流电压值计算输入的等效带内射频信 号功率，得到非相参FMCW自差式接收机灵敏度。
【专利摘要】本发明公开的一种非相参FMCW自差式接收机灵敏度的测试方法，首先在标准信号发生器中设置涵盖接收机实际工作时能接收到最小信号的起始功率和满足精度要求的功率步进值，设置信号发生器为内部脉冲调制方式，以产生非相参FMCW自差式接收机的测试信号；信号发生器产生的测试信号经测试天线馈入非相参FMCW自差式接收机中，与非相参FMCW自差式接收机中的检波器进行检波，实时输出直流检波电压信号Vd显示在示波器上；从示波器上读出Vd与预先设定的门限电压值VG相比较，若Vd＝VG，测试人员记录此时的信号源输出功率Prf，根据Prf计算出非相参FMCW自差式接收机系统的灵敏度。本发明解决了非相参FMCW自差式接收机内置VCO的频率温度漂移导致自差式接收机灵敏度无法准确测试的问题。
【IPC分类】H04B17/29
【公开号】CN105024770
【申请号】CN201510325109
【发明人】黄建, 杨茂辉
【申请人】中国电子科技集团公司第十研究所
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年6月14日