[发明专利]一种基于PSK技术的宽带模拟复相关器实时校准方法

说明书

本发明公开了一种基于PSK技术的宽带模拟复相关器实时校准方法，涉及到采用模拟复相关器的综合孔径辐射计中，模拟复相关器会受到很多因素(环境温度、信号串扰等)的影响而引入随时间变化的相关偏置。引入的相关偏置对高灵敏度室内被动毫米波成像系统的影响是很大的，实时的消除复相关偏置也成了室内被动毫米波成像系统中的关键点和难点。该方法包括以下步骤：在室内被动毫米波成像系统本振链路加入两级移相器；放置噪声源，调整其增益参数；控制两级移相器作相位变化；用计算机对相关值进行数据采集；对采集数据进行处理校正。利用本发明可以实现实时消除系统相关偏置，其算法简单易实现，可以广泛应用于需要实时消除此类干扰的系统中。

技术领域

本发明涉及一种基于PSK技术的宽带模拟复相关器实时校准方法，属于复相关器技术领域。

背景技术

在综合孔径辐射计是通过对不同基线干涉测量的复相关值进行处理，从而反演出被观察区域的亮温分布来识别刀具、易燃易爆等危险品。综合孔径辐射计由于其对人体无害、保护隐私、快速便捷等优点被广泛应用于地铁、机场等需要进行人体安检的场所。相关器是综合孔径辐射计的核心模块，而相关器又分为模拟相关器和数字相关器。模拟相关器与数字相关器比较具有以下优点：(1)高灵敏度。理论上讲，数字复相关器是对模拟信号进行了量化，是存在量化误差。其精度的极限是模拟复相关器的精度。因此，模拟复相关器比数字相关器的精度高。(2)实现上。体积小，功耗低，电路实现简单。(3)高速运算和宽带宽。对于数字复相关器在运算之前，需要要把模拟信号先量化采集，要实现高速运算就需要采用高速的AD采集，高速的AD采集难度是比较大的。而对于模拟复相关器的核心器件有移相器、检波器、低通滤波器和差分放大器，这些器件都可以很容易做到高速运算及宽带宽。

鉴于以上优点，模拟复相关器被广泛应用于高灵敏度快速成像辐射计中。但同时，模拟复相关器也存在一些难以避免的问题。模拟复相关的模拟器件受环境影响比较大，譬如器件的非线性、环境温度等因素。这些因素会导致相关偏置随时间漂移，而高灵敏度的辐射计检测的是微弱信号，很小的相关偏置对成像都会产生较大的影响，所以消除这些随时间变化的相关偏置成为采用复相关器的一个关键点也是难点。

现有的模拟复相关器模块，如图1所示，一般由公分模块、功率合成模块、低通滤波模块和差分放大器模块组成。提到的相关偏置为当无信号输入时，差分放大器输出端口的电压。相关偏置产生的原因由两部分组成：1)差分放大器输入端输入不同造成；2)差分放大器的不理想自身引入的偏置。传统的调节偏置电压的方法为：通过调节差分放大器输入的偏置电阻，以达到差分放大器输出端电压为0V。

传统的调试方法存在以下缺点：1)通过物理电阻的调节方式，手动调节，很难达到很高的精度；2)一次调节成型后，当偏置电压漂移时，需要再次调节时就需要拆开部件，调节偏置电阻，不仅麻烦而且在集成到系统的情况下是不允许的。3)当偏置电压漂移时间短到一定时间时，手动调节不能实现。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的什不足，提供一种基于PSK技术的宽带模拟复相关器实时校准方法，实现实时消除系统相关偏置，且方法简单易实现，可广泛应用于需要实时消除此类干扰的系统中。

本发明技术解决方案：一种基于PSK技术的宽带模拟复相关器实时校准方法，其特征在于：它包括以下步骤：

步骤一：在采用宽带模拟复相关器的室内被动毫米波成像系统中的本振链路加入两级移相器，频率源模块的输出端接入到第一级移相器的输入端，第一级移相器的输出端接入到第二级移相器的输入端，第二级移相器的输出端接入到接收机混频器的输入端；

步骤二：放置噪声源，调整噪声源增益参数，在天线阵列前端放置一个噪声源，调整噪声源增益到采集卡可采集电压范围(±10V)；

步骤三：控制两级移相器作相位变化，控制第一级移相器相位做0°和180°交替变化；同时，控制第二级移相器相位做0°、20°…360°间隔变化；