[发明专利]一种磁控管雷达发射频率瞬时测量的方法

说明书

本发明提供一种磁控管雷达发射频率瞬时测量的方法，将数字式频综输出的本振信号与定向耦合器采样得到的磁控管发射信号样本混频输出的中频信号，采用基于频率计数技术，通过数字信号处理和数值运算技术，获得磁控管发射机的瞬时频率测量；通过稳定可靠而成本不高的数字技术，将非相参磁控管雷达的进行升级，使之性能达到甚至超过全相参速调管雷达的性能；实现速度、差分相移(率)等偏振参数的相位测量。

技术领域

本发明属于电子信息领域，尤其涉及一种磁控管雷达发射频率瞬时测量的方法。

背景技术

磁控管雷达具有发射功率大结构简单的特点，其成本低廉，对维护维修要求低，因此被广泛地应用。但是其随机发射初相和不稳定的发射频率令其不易用于像速度测量这种需要相位信息的领域中。

采用自频调和数字初相消除技术，在一定程度上可以让磁控管雷达实现速度测量功能，但是在指标上很难达到全相参技术的功率放大式雷达的水平。其主要原因是自频调技术虽然能够让接收机的本振频率趋向于发射机频率与一个中频的和/或差，但是不能相等，也即中频的频率始终存在一个偏差，且不是一个恒定值，如果没有偏差就没有控制能力。

而这种随机的偏差，在中频上虽然没有超出带宽范围，在强度检测性能方面不会受到影响，但是，却给数字初相消除带来较大的误差，给这种补偿性的相位相参技术带来缺陷，结果，测速性能下降。

同时，由于中频信号与采样时钟完全没有相参性，在中频模拟信号变成数字中频信号的过程中，还会增加额外的相位差，而这个相位差也是随机的。这样，理论上可行的数字初相消除技术的实际效果比预料的情况还要更差。

同时，模拟自频调技术需要较为繁琐的调试才能正常工作，其搜索、跟踪频率范围有限，跟踪跳模和磁控管频率变化过大等问题可能导致自频调失效，最终导致接收机失灵，雷达无法工作。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种磁控管雷达发射频率瞬时测量的方法，通过数字输出，将测量到的准确的发射频率馈送到雷达频综中产生全部雷达时基信号，用于脉冲制式的雷达发射频率实时精确测量。

为实现上述目的，本发明采用如下方案：

一种磁控管雷达发射频率瞬时测量的方法，包括以下步骤：

第一步，首先把发射信号中频信号IF变换成发射脉冲信号P与发射中频方波信号Fx；

第二步，控制计数器进行计数操作；

第三步，由计数值计算发射信号频率值；

第四步，频率值显示与传送。

进一步，所述第一步中输入的频率被测的中频信号IF由一个大动态范围的对数/限幅放大器进行放大处理，变成具有单端输出特性的对数视频输出信号Vo和具有平衡差分输出特性的线性限幅输出信号；平衡差分线性限幅输出信号通过平衡差分比较器后形成方波信号，该方波信号由施密特触发器再次整形，即得LVTTL电平标准的中频方波信号Fx，单端对数视频输出信号Vo通过一个单端-差分转换电路后变成平衡差分信号，该信号经平衡差分比较器和施密特触发器再次整形后形成LVTTL电平标准的发射脉冲信号P。

进一步，所述第二步中控制计数器用FPGA或高速DSP器件实现，模块包括时钟发生器、计数闸门发生器、平均次数计数器、基准计数器、被测信号计数器和计算与接口模块；

时钟发生器是一个带压控振荡器的锁相环电路；

计数闸门发生器是一个带有上电清0功能的D触发器；

平均次数计数器是一个具有自清0和预置计数范围的可控计数器，它受计算与接口模块控制而工作。

进一步，控制计数器还包括外部辅助模块，外部辅助模块为单片机系统，包括主控芯片、液晶显示器LCD和用于输入参数的按键。