一种连续波雷达收发系统的制作方法

本发明属于雷达技术领域，特别涉及一种连续被雷达收发系统。

背景技术：

近年来，随着小型无人机的发展，低空飞行、作用距离近的机载雷达受到了广泛地关注。为了满足搭载平台的要求，需要雷达在性能不变的前提下，实现系统的高度集成化、小型化、轻量化、低功耗，可灵活搭载于各种平台。连续波雷达的重量轻、体积小、功耗低，但连续波雷达接收发射天线是同时工作的而且两个天线相隔很近，发射信号对接收通道的“泄露”比较严重，收发隔离问题一直是限制连续波雷达应用和发展的主要因素。

由于连续波雷达接收发射天线是同时工作的而且两个天线相隔很近，发射信号对接收通道的“泄露”比较严重。首先，强泄露信号会使放大器饱和，甚至使混频器和低噪放饱和。其次，发射机噪声泄露到接收机将引起接收机灵敏度下降。第三，由于泄露现象的存在，会引起虚假多普勒信号产生。

传统的雷达一直以脉冲体制雷达为主，其原因是在收发共用天线的单站雷达中，虽然脉冲雷达可以采用收发开关，在时域上能方便的实现发射脉冲和接收脉冲的隔离，但是脉冲雷达其设备复杂、体积大、重量重、对载荷平台要求高等缺陷日益突显。

技术实现要素：

本发明为了克服系统尺寸大、重量重和集成度差的缺点，提出了一种尺寸小、重量轻、高集成的雷达收发系统。

本发明提供了一种连续波雷达收发系统，括信号收发链路和供电监控链路，所述信号收发链路包括发射链路、基准源链路、去斜链路、接收链路，基准源链路分别与发射链路、去斜链路和接收链路连接，去斜链路还和接收链路连接，所述供电监控链路为信号收发链路供电。

进一步，所述发射链路包括第一发射链路基带输入sma接口、第二发射链路基带输入sma接口、发射链路输出sma接口、第一基带低通滤波器、第二基带低通滤波器、第一视频放大器、第二视频放大器、iq调制器、第一带通滤波器、第一射频放大器和第二带通滤波器；

第一基带低通滤波器的输入端与第一发射链路基带输入sma接口连接，第一基带低通滤波器的输出端通过第一视频放大器与iq调制器的第一输入端连接，第二基带低通滤波器的输入端与第二发射链路基带输入sma接口连接，第二基带低通滤波器的输出端通过第二视频放大器与iq调制器的第二输入端连接，iq调制器的第三输入端与基准源链路连接，iq调制器的输出端通过第一带通滤波器、第一射频放大器与第二带通滤波器的输入端连接，第二带通滤波器的输出端与发射链路输出sma接口连接。

进一步，所述基准源链路包括恒温晶振、第一放大器、第一srd倍频器、微带滤波器、第二射频放大器、第一功分器、第一声表滤波器、第二放大器、第二功分器、第三放大器、第四放大器、第二声表滤波器、第二srd倍频器、第五放大器、第三功分器、9.6ghz本阵输出接口、1.6ghz下变频本阵输出接口、ad时钟输出接口、da时钟输出接口、接收解调本阵输出接口；

恒温晶振通过第一放大器、第一srd倍频器与第一功分器的输入端连接，第一功分器的第一输出端通过第一声表滤波器、第二放大器与第二功分器的输入端连接，第一功分器的第二输出端通过第二声表滤波器、第三放大器与ad时钟输出接口连接，第二功分器的第一输出端通过第四放大器与1.6ghz下变频本阵输出接口连接，1.6ghz下变频本阵输出接口与去斜链路连接，第二功分器的第二输出端通过第五放大器、第二srd倍频器、微带滤波器、第二射频放大器与9.6ghz本阵输出接口连接，9.6ghz本阵输出接口与iq调制器的第三输入端连接，第二功分器的第三输出端与第三功分器的输入端连接，第三功分器的第一输出端和第二输出端分别与da时钟输出接口和接收解调本阵输出接口连接，接收解调本阵输出接口与接收链路连接。

进一步，去斜链路包括第二带通滤波器、第一混频器、第三带通滤波器和第三射频放大器；

第二带通滤波器与第一混频器的第一输入端连接，第一混频器的第二输入端与1.6ghz下变频本阵输出接口连接，第一混频器的输出端通过第三带通滤波器与第五射频放大器的输入端连接，第三射频放大器的输出端与接收链路连接。

进一步，接收链路包括第一接收链路基带输出sma接口、第二接收链路基带输出sma接口、第三视频放大器、第四视频放大器、第四带通滤波器、第五带通滤波器、iq解调器、mgc增益控制器、第六放大器、第六带通滤波器、第二混频器、第七带通滤波器和接收链路输入sma接口；

第一接收链路基带输出sma接口通过第三视频放大器、第四带通滤波器与iq解调器的第一输出端连接，第二接收链路基带输出sma接口通过第四视频放大器、第五带通滤波器与iq解调器的第二输出端连接，iq解调器的第一输入端与接收解调本阵输出接口连接，iq解调器的第二输入端通过mgc增益控制器、第六放大器、第六带通滤波器与第二混频器的输出端连接，第二混频器的第一输入端通过第七带通滤波器和接收链路输入sma接口连接，第二混频器的第二输入端与第三射频放大器的输出端连接。

进一步，供电/监控链路包括电源模块、二次电源转换模块、监测模块、供电接口、穿心电容供电接口、跳线和供电输出接口；

供电接口与电源模块的输入端连接，电源模块的输出端与二次电源转换模块的输入端连接，二次电源转换模块的第一输出端与穿心电容供电接口连接，电源模块的第二输出端与供电输出接口连接，监测模块的输入端与跳线连接，穿心电容供电接口和跳线均与信号收发链路连接。

本发明具有以下有益效果：

本发明的系统设计可有效抑制连续波雷达收发射天线收发近端泄露干扰，有效地通过收发隔离把泄露信号抑制到足够低的程度，其中，接收链路采用了去调频(dechirp)到中频然后对中频进行基带解调的接收方法，在中频段实现对有用信号的选择，在基带滤波实现对收发近端泄露干扰的有效抑制。发射链路采用直接正交调试的发射链路，设计简单、器件少，成本低；发射链路的发射信号耦合一路与基准源本阵信号进行混频，产生一路下变频信号作为接收链路的去斜本阵信号；基准源模块是以一个参考频率为基准，通过梳谱的方式产生多种工作频率通过滤波器进行选通，产生全相干、高频率稳定度以及低相位噪声时钟和本阵信号；系统电源与监测模块为整个系统提供二次电源，同时产生射频部分的遥测信号，供电采用穿心电容为射频供电。

本系统集成发射链路、接收链路，基准源链路和供电监测模块为一体，功能齐全，结构紧凑，体积小，重量轻，降低了整机的装配复杂度，并具有良好的稳定性和复制性。

附图说明

图1是本发明的组成方框示意图；

图2是本发明的发射链路原理方框示意图；

图3是本发明的去斜链路原理方框示意图；

图4是本发明的基准源链路原理方框示意图；

图5是本发明的接收链路原理方框示意图；

图6是本发明的供电监控链路原理方框示意图；

附图1标记说明：1-发射链路，2-去斜链路，3-基准源链路，4-接收链路，5-供电监控链路，6-第一发射链路基带输入sma接口，7-第二发射链路基带输入sma接口，8-发射链路输出sma接口，9-去斜链路输入sma接口，10-接收链路输入sma接口，11-第一接收链路基带输出sma接口，12-第二接收链路基带输出sma接口，13-供电接口，14-穿心电容供电接口，15-跳线，16-供电输出接口；

附图2标记说明：201-第一基带低通滤波器，202-第二基带低通滤波器，203-第一视频放大器，204-第二视频放大器，205-iq调制器，206-第一带通滤波器，207-第一射频放大器，208-第二带通滤波器；

附图3标记说明：301-第三带通滤波器，302-第一混频器，303-第四带通滤波器，304-第三射频放大器；

附图4标记说明：401-恒温晶振，402-第一放大器，403-第二srd倍频器，404-微带滤波器，405-第二射频放大器，406-第一功分器，407-第一声表滤波器，408-第二放大器，409-第二功分器，410-第四放大器，411-第三放大器，412-第二声表滤波器，413-第一srd倍频器，414-第五放大器，415-第三功分器，416-9.6ghz本阵输出，417-1.6ghz下变频本阵输出，418-ad时钟输出，419-da时钟输出，420-接收解调本阵输出；

附图5标记说明：501-第三视频放大器，502-第五带通滤波器，503-第四视频放大器，504-第六带通滤波器，505-iq解调器，506-mgc增益控制器，507-第六放大器，508-第七带通滤波器，509-第二混频器，510-第八带通滤波器；

附图6标记说明：601-电源模块，602-二次电源转换模块，603-监测模块；

具体实施方法

参见以上附图说明，本发明涉及一种连续波雷达收发系统(见图1)，主要包括发射链路1、去斜链路2、基准源链路3、接收链路4和供电监控链路5：其中发射链路的第一发射链路基带输入sma接口6和第二发射链路基带输入sma接口7均与数字da信号连接，发射链路输出sma接口8和功放模块连接；去斜链路通过去斜链路输入sma端口9连接发射耦合参考信号；基准源链路产生的时钟和本阵信号通过微带线和板间连接器连接；接收链路通过第一接收链路基带输出sma接口11和第二接收链路基带输出sma接口12与数字ad连接，还通过接收链路输入sma接口10和外部低噪放连接；供电监控链路通过供电接口13连接供电系统，通过供电穿心电容供电接口14给其它链路供电，通过跳线15进行监控信号连接，通过供电输出接口16给外部功放和低噪放供电。

发射链路1(见图2)接收数字da产生的基带信号，经过第一基带低通滤波器201和第二基带低通滤波器202滤除带外杂波，进入第一视频放大器203和第二视频放大器204进行信号放大，放到后的信号经过iq调制器205调制至射频，射频信号经过第一带通滤波器206滤除带外杂波，然后经过第一射频放大器207进行功率放大，最后经过第二带通滤波器208输出至天线前端功放模块。发射信号要求有高的带外抑制度、高的镜频抑制度和平坦度要好的性能。

去斜链路2(见图3)接收发射链路耦合过来的去斜参考信号，经过第三带通滤波器301滤除带外杂波，经过第一混频器302与中频本阵信号进行混频，混频输出信号再次经过第四带通滤波器303滤波带外杂波，混频输出信号经过第三射频放大器304进行功率放大，放大至满足去斜本阵功率要求的信号，输出给接收链路进行去斜混频。

基准源链路(见图4)设计中采用直接倍频的方式，100m恒温晶振401输出信经第一放大器402进行放大，放大输出信号驱动第一srd倍频器413产生多次倍频信号，产生的梳谱信号先经过第一功分器406分成两路：一路经过第二声表滤波器412进行选通得到一路点频信号，点频信号经过第三放大器411放大后作为ad采集时钟信号输出给数字板；另外一路梳谱信号经过第一声表滤波器407得到另一点频信号，点频信号经过第二功分器409功分为三路点频信号。其中一路点频信号再次经过第三功分器415功分为两路，分别作为da时钟信号和接收链路的解调本阵信号；一路经过第四放大器410再次进行功率放大输出信号作为去斜参考信号的下变频混频本阵信号；另外一路经过第五放大器414进行放大，然后经过第二srd倍频器403产生更高次倍频信号，信号经过微带滤波器404和第二射频放大器405最终得到发射调制本阵信号。

接收链路(见图5)接收经低噪放放大的回波信号，信号先经过第八带通滤波器510进行滤波，滤波后的信号经过第二混频器509与去斜本阵信号进行混频，得到去斜后的中频信号，中频信号经过第七带通滤波器508进行滤波，滤除不要的信号成分，然后将信号送入第六放大器507进行中频信号功率放大，放大后的信号送入mgc增益控制器506实现增益控制，通过增益控制把中频信号调整到合适的电平范围然后送入iq解调器505进行基带解调，为了抑制收发近端泄露信号，解调后的信号先经过第六带通滤波器504和第五带通滤波器502滤除高频杂波信号和零频附件的泄露信号，最后经过第四视频放大器503和第三视频放大器501把信号进行再次放大，得到的视频输出给ad进行数字采集。

供电监控链路(见图6)中电源统一由28v直流电源提供，经dc-dc电源模块601和dc-dc二次电源转换模块602进行转换产生正负等适用电压，分别供给各个链路。供电及主要信号点设置电平监测电路，监测模块603实现电平监测和mgc增益控制，以保证设备出现故障时能快速排查定位。供电采用pcb底板供电方式，pcb供电板位于腔体的背面腔体，采用穿心电容为正面腔体的射频供电。

在结构设计方面，本发明将发射链路、接收链路、去斜链路和基准源链路等分立组件集成到同一个结构体中，在结构体内采用分腔的设计增加链路单元之间的隔离，内部互联采用阻抗微带线进行互联。在完成既定的功能性能的基础上提高了系统的集成度，最大限度的节省了空间，有效的进行了减重。外部盒体由铝合金板材加工组装而成，盒体内部采用腔体设计，盒体壁采用凹槽式设计，具有足够的强度和刚度的同时具有比较轻的重量，有效的进行减重并具有良好的散热性能。