[发明专利]应用于水浮植物雷达检测的射频微波系统

权利要求书

1.应用于水浮植物雷达检测的射频微波系统，系统使用整机的直流稳压电源供电，其特征在于，该系统由接收前端、数据采集模块、频率合成组件三部分组成；

所述接收前端接入射频激励信号，经三级混频器处理后经滤波放大器、数控衰减器、低通滤波器输出；

所述数据采集模块由反混叠滤波器、ADC、FPGA和以太网传输模块组成，用于实现中频信号数字化；

所述频率合成组件由时钟参考电路、波形产生电路、发射通道、接口控制电路组成，用于提供接收前端所需的本振信号、数据采集模块所需的同步时钟信号以及线性调频的激励信号；

所述ADC配置有时钟输入接口和中频输入接口，太网传输模块配置有通信接口，FPGA配置有同步接口，并配置有通用的电源输入接口；

所述反混叠滤波器主要用于防止ADC带通采样时的噪声混叠现象，其参数为：中心频率F0＝70MHz；BW-1dB＝3～5MHz；BW-40dB40MHz；BW-80dB70MHz；

所述FPGA将ADC采样数据经过数字下变频后进入三级抽取滤波器，依次为2倍抽取、5倍抽取、5倍抽取，相当于2MHz的采样率，然后经过一个高通滤波器后将数据打包成固定格式送到以太网传输模块；

所述三级混频器包括第一级混频器、第二级混频器、第三级混频器；

所述射频激励信号经限幅器、低噪声放大器、滤波器进入第一级混频器混频得到7.75GHz带宽300MHz的第一中频信号；

第一中频信号经滤波器、放大器进入第二级混频器得到750MHz带宽500KHz的第二中频信号；

第二中频信号经经滤波器、放大器、数控衰减器后进入第三级混频器得到70MHz带宽5MHz的第三中频信号；

第三中频信号经滤波放大器、数控衰减器、低通滤波器输出；

所述以太网传输模块将数据通过网口传输至计算机，计算机通过解包软件，将数据解算出来，按照1s的数据长度写入硬盘，并标注时间和信号格式信息，同时将该数据放入指定内存，供后端数据处理使用。

2.根据权利要求1所述的应用于水浮植物雷达检测的射频微波系统，其特征在于，所述时钟参考电路由恒温晶振产生100MHz信号，经ADP-2-1W两功分器输出一路给12G源做梳状谱激励源，一路经SCA-4-10四路功分器分别供给3.5GHz，CRO锁相源；LTC6946-2输出接收三本振信号820MHz；经LTC6946-1输出发射激励信号750MHz；经放大器输出13dBm信号供信号处理机当采集时钟。

3.根据权利要求2所述的应用于水浮植物雷达检测的射频微波系统，其特征在于，所述波形产生电路工作如下：

由CRO锁相环电路产生3.5GHz信号与梳状谱产生12G信号经滤波、放大后混频产生后一本振信号，一本振信号经滤波、放大、功分后供发射通道和接收模块做一本振；

扫频本振由3.5G分两路一路经放大、倍频、滤波产生7GHz做本振信号；一路给AD9914做时钟，产生600～900MHz信号，两种信号经HMC558混频器混频后经滤波、放大、功分供发射通道和输出给接收模块做二本振。

4.根据权利要求3所述的应用于水浮植物雷达检测的射频微波系统，其特征在于，所述发射通道由频率合成器产生750MHz与扫频本振源7.6～7.9GHz混频，经滤波放大后在与一本振15.5GHz混频，输出23.85～24.15GHz信号，后经滤波混频、放大经隔离器输出。

5.根据权利要求1-4任一项所述的应用于水浮植物雷达检测的射频微波系统，其特征在于，所述系统的各项性能指标如下：

1)激励：24GHz±50MHz、功率：1～1.3W、相位噪声：L≤-103dBc/Hz，L≤-113dBc/Hz；

2)一本振：15.5GHz、功率：13dBm±1dBm、相位噪声：L≤-108dBc/Hz，L≤-118dBc/Hz；

3)二本振：7.75GHZ、功率：10dBm±1dBm；相位噪声：优于一本振；

4)三本振：820MHz、功率：10dBm±1dBm，相位噪声：优于二本振；

5)时钟：100MHz，功率：13±0.5dBm，

相位噪声：L≤-140dBc/Hz，L≤-150dBc/Hz；

6)扫频信号调频带带宽内幅度一致性：≤1dB；

7)输出杂波：激励≥60dBc，一本振≥70dBc，二本振≥70dBc，三本振≥70dBc，时钟≥70dBc

8)谐波抑制：激励≥55dBc，一本振≥60dBc，二本振≥60dBc，三本振≥60dBc，时钟≥60dBc

9)功率起伏：≤0.5dB

10)功耗：≤30W；

11)点频和线性调制交替输出各1s，线性调频时间1ms，调频带宽300MHz，调频线性度≤2/1000。