[发明专利]一种中频对消技术

说明书

技术领域

本发明涉及一种中频对消技术，是针对着陆导航连续波测速雷达的视频泄露信号对消技术，是一种新的泄露信号抑制方法。

背景技术

微波泄漏对消技术是解决雷达发射机信号直接泄露到接收机的信号之间的隔离即收发隔离问题的主要技术，也是几乎所有要求较高的连续波雷达所必须采用的。微波泄漏对消技术的重要性不仅在于其对微波泄漏信号有一定的抑制作用，而且在于其能保证雷达回波信号有适中的动态。

当前解决连续波雷达隔离度的泄露抑制技术主要包含射频对消、中频对消以及视频对消，但目前国内外几乎都采用射频对消或中频对消，或者射频对消与中频对消相结合的技术，之所以要利用射频对消，是由于天线隔离度太低导致泄露信号足以使得接收机前端的放大器饱和，此时必须利用射频对消，而采用中频对消和视频对消的场合是在射频前端未存在饱和的前提条件下，能够利用对消技术获得良好的信号动态。另外，由于泄露信号会随着电磁环境的变化而变化，需要自适应调整以获得较高的对消比。无论是那种对消技术，实质上都是基于相位补偿的相消技术，即产生一个对消信号调整其幅度和相位使其与泄露信号抵消，从而降低发射信号到接收机的泄露，保证雷达系统正常工作。

在连续波测速雷达中，当对低速测量甚至零速测量精度要求较高时，就对载波泄露抑制提出较高的要求，因此，如何获得高的泄露抑制比是连续波雷达的一个关键技术。

早期的连续波泄露信号对消采用的是模拟信号，但是利用模拟信号完成实时自适应对消处理就存在较大的难度，而随着数字技术的发展，连续波泄露信号对消开始在数字域完成，从而能够完成实时自适应调整并获得高的泄露抑制比。

在美国apollo登月着陆雷达中采用的泄露抑制技术为视频对消技术，它是通过分立元器件搭建泄露滤波器完成的，未实现实时自适应处理，其所能实现的对消抑制比

仅仅为35dB～45dB，总之，连续波雷达视频实时自适应对消技术目前并无公开的具体资料。

Kaihui Lin在IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORYANDTECHNIQUES，VOL.54，NO.12，ECEMBER 2006发表的题为″AKa-Band FMCW Radar Front-End With Adaptive Leakage Cancellation″文中针对单站调频连续波的泄露信号抑制问题，提出一种实时数字信号处理的方法来对消发射机泄露到接收机前端的信号，从而获得高的隔离度。提出的外差法方案很好地克服了直流偏置的问题，它首先将误差信号转换到参考频率，从而利用带通滤波器将模拟混频器的直流偏置从误差信号中分离出来，由于获得调制的误差信号包含泄露信号的幅度和相位信息，这样通过比较调制的误差信号和参考的外差信号获得误差矢量，从而完成泄露信号的对消。

前面叙述的连续波雷达泄露信号对消方法有三点不足：a泄露信号对消比较低，最高达到50dB左右；b对消设备实现较为复杂；c泄露信号快速准确匹配实现较为困难。对于着陆器导航雷达而言，其最主要的是能够获得精确的速度(频率)测量结果，尤其是有时需要获得低速(低频)测量精度，由于泄露信号的存在，其一，它可能会大于回波信号，这将导致回波信号的动态较小，从而影响测量精度；其二、由于泄露信号对应的是频率为零频，而目标信号对应的多普勒信号为窄带信号，且存在一定的带宽，此时，泄露信号和回波信号的频谱会混叠在一起，在进行低速测量时，泄露信号会影响到测量的精度，因此，将对消后的泄露信号控制在低于目标信号15dB以上，对于高精度测速极其重要。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种中频对消技术及对消方法，可在每个测量周期对I、Q两个通道分别进行泄露信号的估算，进而实现对泄露信号的对消处理，通过加入易于实现的放大调理电路实现了系统所要求的高隔离度。

本发明的技术解决方案是：

一种中频对消技术，色括发射天线、接收天线、发射器、接收器和控制器，所述发射器由滤波放大模块、上变频模块以及功率放大器组成；所述接收器由低噪声放大器、下变频模块、滤波放大模块以及正交解调模块组成；所述控制器包含模拟信号调理电路和数字信号处理电路；