[发明专利]UHF频率测流雷达保持多通道接收机相位一致性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及UHF测流雷达多通道数字中频接收机，特别是需要多路接收信号相位保持一致性的场合。

背景技术

众所周知，UHF测流雷达为实现角度分辨，雷达接收机通常要接收几路信号。以三路接收通道为例，必须要求三通道的相位保持一致。雷达信号经过电磁波传送、到达雷达天线、天线馈电、混频前中到达数字中频接收机，三通道的相位很难保持一致，在模拟前端进行相位的补偿调节是很难做到的。可以通过数字下变频时完成相位的补偿，使三路视频输出相位达到一致。

目前为了保持三路信号的相位一致性，都是通过电缆配相的办法实现，在实际操作中比较困难，稳定性差、且准确性难以保证，存在较大误差。在环境恶劣的条件下，相位变化较大，更加难以调整。采用该数字中频相位补偿方法，可以有效解决该问题。由于直接数字下变频多采用FPGA实现，在FPGA硬件平台上实现算法难度不大，占用资源少。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

本发明的目的在于针对现有雷达数字中频接收机各通道相位不一致的情况，提出一种数字中频相位补偿方法。该方法实现简单，实时性强，可以自适应的调整相位补偿量，使三路视频输出相位保持一致。

为了达到上述发明目的，本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种数字中频相位补偿方法，该方法包括：

采用第一路信号作为参考，该路信号经过射频前端两次混频至中频信号，然后经过FPGA内部的NCO进行数字下变频，数字下变频后经过低通滤波器取其低频部分得到信号，该信号的相位中包含了该路输入信号与NCO1的相位差。第二路信号同样经过类似处理，得到信号，该信号的相位中包含了第二路输入信号与NCO2的相位差，使用鉴相模块取得两路信号的相位差，然后采用该差值去补偿NCO2的相位，经过闭环控制使这样，两路中频信号经过下变频后输出的视频信号的相位保持一致，从而达到了相位补偿的目的，同样，可以用类似的方法处理第三路。通过相位补偿使三路信号相位保持一致。

本发明是一种可用于多路数字中频接收机的相位补偿方法，由于本方法使用了FPGA硬件平台，对射频信号的相位补偿转换为对NCO模块进行相位补偿，这样原来复杂的调试过程，转化为通过软件自适应的调整，补偿各路之间的相位差，从而使各路信号到视频级时相位保持一致。整个补偿算法都是在FPGA中通过软件完成，不需要额外的硬件，产品集成度高。算法简单，环路无条件收敛，且收敛时间快，可以在10ms内完成对相位的补偿，同时在低信噪比下也可以完成。该发明大大提高了三通道雷达的相位一致性，而且其调试简单，灵活性强。

附图说明

附图为一种数字中频相位补偿方法的框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

附图为本发明一种数字中频相位补偿方法的框图。如图的实施例所示，该方法包括：

信号经过天线后得到射频校准信号，然后经过串馈波导耦合器，经过N个通道得到N路中频信号，N路中频信号进数字中频接收机，经过N路A/D采样后得到N路数字信号，数字信号在FPGA中完成数字下变频和正交化，具体实施是通过与本地NCO进行正交相乘得到，两路正交信号分别为I路和Q路，这两路信号包含了下变频后输入信号与本地NCO之间的相位差信息。取其中第一路作为参考信号，将第一路的相位差与第二路、第三路，直至第N路的相位差进行鉴相，鉴相采用复数相乘。第一路经过NCO数字正交下变频后信号为I/Q两路，可以写为复数形式：

s1(t)=ej(2πΔf+Δφ1)]]>

同理第二路第三路第N路可以写为