[发明专利]一种基于梳状谱变频的多通道微波探测器

说明书

本发明公开了一种基于梳状谱变频的多通道微波探测器，该多通道微波探测器通过对梳状谱信号进行下变频处理，统一对中频信号进行采集分析，不需要对各个通道进行分离，极大的简化了探测器结构；利用二次下变频，降低了中频信号的频率，减少了采集和处理的数据量。

技术领域

本发明涉及微波探测技术领域，具体涉及一种基于梳状谱变频的多通道微波探测器。

背景技术

现有的多通道探测技术主要在探测信号源和多通道分离处理上具有分别。在探测信号源方面，采用传统方式利用多个信号源进行功率合成，系统结构随着通道数量成倍增加；采用复合锁相环结构产生梳状谱，特点是各通道的频率相位噪声表现优异，功率一致性好，但同样面临结构复杂成本高昂的问题；采用双边带平衡混频器的非线性特点，产生多个交调信号，特点是结构简单，功率一致性可以在小范围内调整，但产生的频点少；采用阶跃恢复二极管产生某一频率的高次谐波，特点是结构简单，频点数量多，但一致性稍差。在多通道分离处理方面，现有的测量方案均对中频信号进行通道分离，然后对各通道分别进行相同的处理，如放大、混频解调、鉴相、检波、滤波、采集等，中频系统随通道数量增加而庞杂且成本高昂。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是现有的多通道探测技术结构复杂成本高昂。因此，本发明提供一种基于梳状谱变频的多通道微波探测器，通过对梳状谱信号进行下变频处理，统一对中频信号进行采集分析，不需要对各个通道进行分离，极大的简化了探测器结构；利用二次下变频，降低了中频信号的频率，减少了采集和处理的数据量。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于梳状谱变频的多通道微波探测器，包括：

获取梳状谱信号，并通过一级下变频器对生成的梳状谱信号进行第一次下变频处理，生成中频信号；

通过二级下变频器对生成的所有中频信号进行第二次下变频处理，得到探测信号。

进一步地，所述多通道微波探测器包括相位参考晶振、梳状谱发生器、定频信号发生器、下变频器、微波天线和数据采集处理器；其中，所述梳状谱微波源包括第一梳状谱发生器和第二梳状谱发生器，所述下变频器包括一级下变频器和二级下变频器；所述微波天线包括微波发射天线和微波接收天线；

所述相位参考晶振，用于生成锁相参考信号，并分别发送给第一梳状谱发生器、第二梳状谱发生器和定频信号发生器；

所述第一梳状谱发生器，用于基于所述锁相参考信号生成第一梳状谱信号并发送给微波发射天线；

所述微波接收天线，用于将接收到的第一梳状谱信号发送给一级下变频器；

所述第二梳状谱发生器，用于基于所述锁相参考信号生成第二梳状谱信号并发送给一级下变频器；

所述一级下变频器，用于对所述微波接收天线发送的第一梳状谱信号和所述第二梳状谱发生器发送的第二梳状谱信号进行第一次下变频处理，并将第一次下变频处理后的信号发送给二级下变频器；

所述定频信号发生器，用于生成相位锁定定频信号并发送给所述二级下变频器；

所述二级下变频器，用于根据相位锁定定频信号，对所述第一次下变频处理后的信号进行第二次下变频处理，得到探测信号并发送给数据采集处理器进行时域频谱特征分析，得到分析结果。

进一步地，所述梳状谱发生器包括定频微波源、阶跃恢复二极管和放大器；

所述定频微波源，用于根据微波探测器的通道间隔设定微波频率，根据阶跃恢复二极管的输入功率设定微波功率，并基于所述微波频率和所述微波功率产生微波能量发送给阶跃恢复二极管；

所述阶跃恢复二极管，用于基于所述微波能量产生输入信号的高次谐波；

所述放大器，用于对所述高次谐波进行功率放大，生成梳状谱信号。