專利名稱：一種調頻連續波雷達零中頻鏡像抑制接收機的制作方法
技術領域：
本發明涉及雷達接收機，特別涉及一種調頻連續波雷達零中鏡像抑制頻接收機。
背景技術：
零中頻接收機由于不需經過中頻，直接解調出基帶信號，有利于系統的小型化和 低成本。另一方面系統所需的電路模塊及外部節點數減少，降低了接收機所需的功耗并減 少射頻信號受外部干擾的機會。零中頻接收機得到了廣泛的運用。現有的調頻連續波雷達零中頻接收機有兩種方式，一種是直接混頻法，其電路原 理參見圖1，包括低噪聲放大器、混頻器、頻率靈敏度控制器、第一低頻放大器1、低通濾波 器以及低頻放大器2，目標回波信號從天線進入低噪聲放大器，經混頻器直接與本振信號混 頻，再經頻率靈敏度控制器、第一低頻放大器1、低通濾波器、第二低頻放大器2輸出視頻信 號。另一種是IQ混頻法，其電路原理參見圖2，它是在直接混頻法的基礎上發展的，即 將混頻器分為I、Q兩路，兩個混頻器之間連接90度功分移相器；目標回波信號從天線進入 低噪聲放大器，經I、Q混頻器與本振信號混頻，輸出正交的I、Q信號，再分別經頻率靈敏度 控制器、低頻放大器1、低通濾波器、低頻放大器2輸出I路、Q路視頻信號。以上兩種方式各存在以下缺點直接混頻法由于沒有抑制鏡像頻率，視頻輸出上 是雙邊帶的噪聲，使信噪比下降3dB;IQ混頻法通過后端的數字電路用數字濾波器的辦法 雖然理論上可以解決鏡像頻率的問題，但要求I、Q兩路幅度嚴格保持一致、相位正交。I、 Q兩路分別要經過LC組成的頻率靈敏度控制器、濾波器和兩個放大器，由于器件的個體差 異、溫度的變化，很難保證I、Q兩路的幅、相一致性，這將使鏡像頻率抑制的能力大打折扣。
發明內容
為了解決調頻連續波雷達零中頻接收機中鏡像頻率抑制的問題，本發明的目的在 于，提供一種調頻連續波雷達零中頻鏡像抑制接收機。為了實現上述任務，本發明采取如下的技術解決方案
一種調頻連續波雷達零中鏡像抑制頻接收機，其電路包括低噪聲放大器、I路混頻器、Q 路混頻器、頻率靈敏度控制器、第一低頻放大器、低通濾波器、第二低頻放大器和90度功分 移相器，其特征在于，還包括有一個90度移相合成器；連接方式如下
低噪聲放大器分別與I路混頻器和Q路混頻器連接，I路混頻器和Q路混頻器連接之 間連接90度功分移相器，I路混頻器和Q路混頻器還分別與90度移相合成器相連接，90度 移相合成器之后依次連接頻率靈敏度控制器、第一低頻放大器、低通濾波器、第二低頻放大
ο本發明的調頻連續波雷達零中鏡像抑制頻接收機，由于設置了 90度移相合成器， 解決了鏡像抑制的問題，又避免了 I、Q混頻器的幅、相不一致的問題。其接收機電路簡單， 成本低廉，同時抑制了零中頻接收機的鏡像噪聲，提高了接收靈敏度。
圖1為調頻連續波雷達零中頻直接混頻法接收機原理框圖； 圖2為調頻連續波雷達零中頻IQ混頻法接收機原理框圖3為鏡像抑制數學推導框圖4為調頻連續波雷達零中頻鏡像抑制接收機原理框圖。以下結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。
具體實施例方式請參閱附圖4，本發明的調頻連續波雷達零中鏡像抑制頻接收機，其電路包括低噪 聲放大器、I路混頻器、Q路混頻器、頻率靈敏度控制器、第一低頻放大器1、低通濾波器、第 二低頻放大器2和90度功分移相器，還包括有一個90度移相合成器；電路的連接方式如 下
低噪聲放大器分別與I路混頻器和Q路混頻器連接，I路混頻器和Q路混頻器連接之 間連接90度功分移相器，I路混頻器和Q路混頻器還分別與90度移相合成器相連接，90度 移相合成器之后依次連接頻率靈敏度控制器、第一低頻放大器1、低通濾波器、第二低頻放 大器2。目標回波信號從天線進入低噪聲放大器，經IQ混頻器與本振混頻，輸出正交的I、 Q信號，再一個90°功分移相合成器抑制掉無用鏡像噪聲合成一路信號輸出，接著經過頻 率靈敏度控制、低頻放大器1、低通濾波器、低頻放大器2輸出視頻信號。本發明的原理是將經I、Q混頻器與本振信號混頻后輸出的I、Q信號利用一個寬帶 的90度功分移相合成器合成一路，即解決了鏡像抑制的問題，又避免了 I、Q混頻器的幅、相 不一致的問題。鏡像抑制原理的數學推導請參見圖3。設一信號為& = FflSimOt,本振信號 Λ V0 =F0sin / %信號經過90°功分器分為巧―!^、巧0 ￥ ,分別與信號 混頻(即乘法器)后得到 = iVaVaanOianaiyt、VQ{tj = sinOtms印。如果將
I路信號K 移相90°即變成JfcFeFeCosQiskfii/，移相后的I路信號與Q路信號相加就 得到》；如果將 Q 路信號F0CyO 移相 90° l!|J 變成^2CO = ^F0sinQtcnsω^
，ι路信號與移相后的Q路信號相加就得到這樣就分離出了有用信號 iyflr0Si i(O+^)f與鏡像噪聲,根據需要將鏡像噪聲接地短路就解決了 鏡像抑制問題。同一反射面大小的目標的回波與距離呈現距離減半回波強度增加12dB的關系， 那么近距離的回波很大，遠遠超出雷達最小可檢測靈敏度，根據調頻連續波雷達頻率與距 離關系式其中，fb表示回波頻率，R表示目標距離，Br表示調頻帶寬，C表示電磁波傳輸速度，Tr 表示調頻周期；
目標距離越遠頻率越高。作為雷達探測，最關心的是中遠距離上的目標，在零中頻接收 機中對應的頻率也就是比較高的頻率。以往沒有零中頻接收機做鏡像抑制技術，主要是由于視頻信號中有效的信號覆蓋 從最高帶寬頻率到直流，完全做好整個有效帶寬內的鏡像抑制，就要求90度功分移相合成 器的移相帶寬覆蓋從最高帶寬頻率到直流，目前使用模擬電路技術是無法實現的。利用調 頻連續波雷達的特點，只需做好中遠距離對應的頻率上的鏡像抑制，就能滿足調頻連續波 雷達的使用，也就是說90度功分移相合成器的移相帶寬覆蓋中遠距離對應的頻率即可。將I、Q兩路信號通過90度功分移相合成器去掉鏡像噪聲合成一路，經過的是同一 后端電路，就不用考慮I、Q兩路信號幅、相不一致的問題。
權利要求
一種調頻連續波雷達零中鏡像抑制頻接收機，其電路包括低噪聲放大器、I路混頻器、Q路混頻器、頻率靈敏度控制器、第一低頻放大器(1)、低通濾波器、第二低頻放大器(2)和90度功分移相器，其特征在于，還包括有一個90度移相合成器；電路的連接方式如下低噪聲放大器分別與I路混頻器和Q路混頻器連接，I路混頻器和Q路混頻器連接之間連接90度功分移相器，I路混頻器和Q路混頻器還分別與90度移相合成器相連接，90度移相合成器之后依次連接頻率靈敏度控制器、第一低頻放大器(1)、低通濾波器、第二低頻放大器(2)。
全文摘要
本發明公開了一種調頻連續波雷達零中鏡像抑制頻接收機，其電路包括低噪聲放大器、I路混頻器、Q路混頻器、頻率靈敏度控制器、第一低頻放大器、低通濾波器、第二低頻放大器和90度功分移相器，還包括有一個90度移相合成器；低噪聲放大器分別與I路混頻器和Q路混頻器連接，I路混頻器和Q路混頻器連接之間連接90度功分移相器，I路混頻器和Q路混頻器還分別與90度移相合成器相連接，90度移相合成器之后依次連接頻率靈敏度控制器、第一低頻放大器、低通濾波器、第二低頻放大器。其接收機電路簡單，成本低廉，同時抑制了零中頻接收機的鏡像噪聲，提高了接收靈敏度。
文檔編號G01S7/285GK101943751SQ201010504679
公開日2011年1月12日 申請日期2010年10月12日 優先權日2010年10月12日
發明者梁長明, 高陽 申請人:西安天偉電子系統工程有限公司