《一種連續波雷達泄露對消系統及方法》是西安空間無線電技術研究所於2010年11月1日申請的專利,該專利的申請號為2010105326714,公布號為CN102023292A,授權公布日為2011年4月20日,發明人是黨紅杏、歐祥榮、譚小敏、王科、韓濤、牛文博、孫嘉。
《一種連續波雷達泄露對消系統及方法》包括天線裝置、發射通道、接收通道以及信號處理器,其中天線裝置由發射天線和接收天線組成;發射通道由濾波放大模組、上變頻模組和功率放大器組成;接收通道由低噪聲放大器、下變頻模組、濾波放大模組和正交解調模組組成;信號處理器包含模擬信號調理和數位訊號處理單元兩部分電路。通過對正交解調後的信號進行採樣以及信號的實時自適應對消,實現對泄露信號的抑制,提高了系統的測量精度。同時,該發明中的視頻對消系統還具有方案簡單、易於實現等特點。
2016年12月7日,《一種連續波雷達泄露對消系統及方法》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
(概述圖為《一種連續波雷達泄露對消系統及方法》摘要附圖)
基本介紹
- 中文名:一種連續波雷達泄露對消系統及方法
- 公布號:CN102023292A
- 授權日:2011年4月20日
- 申請號:2010105326714
- 申請日:2010年11月1日
- 申請人:西安空間無線電技術研究所
- 地址:陝西省西安市長安區西街150號
- 發明人:黨紅杏、歐祥榮、譚小敏、王科、韓濤、牛文博、孫嘉
- Int.Cl.:G01S7/36(2006.01)I;G01S13/89(2006.01)I
- 代理機構:中國航天科技專利中心
- 代理人:安麗
- 類別:發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
微波泄漏對消技術是解決雷達發射機信號直接泄露到接收機的信號之間的隔離即收發隔離問題的主要技術,也是幾乎所有要求較高的連續波雷達所必須採用的。微波泄漏對消技術的重要性不僅在於其對微波泄漏信號有一定的抑制作用,而且在於其能保證雷達回波信號有適中的動態。
2010年11月前解決連續波雷達隔離度的泄露抑制技術主要包含射頻對消、中頻對消以及視頻對消,但中國國內外幾乎都採用射頻對消或中頻對消,或者射頻對消與中頻對消相結合的技術,之所以要利用射頻對消,是由於天線隔離度太低導致泄露信號足以使得接收機前端的放大器飽和,此時必須利用射頻對消,而採用中頻對消和視頻對消的場合是在射頻前端未存在飽和的前提條件下,能夠利用對消技術獲得良好的信號動態。另外,由於泄露信號會隨著電磁環境的變化而變化,需要自適應調整以獲得較高的對消比。無論是那種對消技術,實質上都是基於相位補償的相消技術,即產生一個對消信號調整其幅度和相位使其與泄露信號抵消,從而降低發射信號到接收機的泄露,保證雷達系統正常工作。
在連續波測速雷達中,當對低速測量甚至零速測量精度要求較高時,就對載波泄露抑制提出較高的要求,因此,如何獲得高的泄露抑制比是連續波雷達的一個關鍵技術。
早期的連續波泄露信號對消採用的是模擬信號,但是利用模擬信號完成實時自適應對消處理就存在較大的難度,而隨著數位技術的發展,連續波泄露信號對消開始在數字域完成,從而能夠完成實時自適應調整並獲得高的泄露抑制比。
在美國apollo登月著陸雷達中採用的泄露抑制技術為視頻對消技術,它是通過分立元器件搭建泄露濾波器完成的,未實現實時自適應處理,其所能實現的對消抑制比僅僅為35分貝~45分貝,總之,連續波雷達視頻實時自適應對消技術2010年11月前並無公開的具體資料。
Kaihui Lin在IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORYAND TECHNIQUES,VOL.54,NO.12,DECEMBER2006發表的題為“AKa-Band FMCW Radar Front-End With Adaptive Leakage Cancellation”文中針對單站調頻連續波的泄露信號抑制問題,提出一種實時數位訊號處理的方法來對消發射機泄露到接收機前端的信號,從而獲得高的隔離度。提出的外差法方案很好地克服了直流偏置的問題,它首先將誤差信號轉換到參考頻率,從而利用帶通濾波器將模擬混頻器的直流偏置從誤差信號中分離出來,由於獲得調製的誤差信號包含泄露信號的幅度和相位信息,這樣通過比較調製的誤差信號和參考的外差信號獲得誤差矢量,從而完成泄露信號的對消。
前面敘述的連續波雷達泄露信號對消方法有三點不足:a泄露信號對消比較低,最高達到50分貝左右;b對消設備實現較為複雜;c泄露信號快速準確匹配實現較為困難。對於著陸器導航雷達而言,其最主要的是能夠獲得精確的速度(頻率)測量結果,尤其是有時需要獲得低速(低頻)測量精度,由於泄露信號的存在,其一,它可能會大於回波信號,這將導致回波信號的動態較小,從而影響測量精度;其二、由於泄露信號對應的是頻率為零頻,而目標信號對應的都卜勒信號為窄帶信號,且存在一定的頻寬,此時,泄露信號和回波信號的頻譜會混疊在一起,在進行低速測量時,泄露信號會影響到測量的精度,因此,將對消後的泄露信號控制在低於目標信號15分貝以上,對於高精度測速極其重要。
發明內容
專利目的
《一種連續波雷達泄露對消系統及方法》克服2010年11月前技術的不足,提供一種連續波雷達泄露對消系統及對消方法,可在每個測量周期對I、Q兩個通道分別進行泄露信號的估算,進而實現對泄露信號的對消處理,通過加入易於實現的放大調理電路實現了系統所要求的高隔離度。
技術方案
一種連續波雷達泄露對消系統,包括發射天線、接收天線、發射通道、接收通道和信號處理器,所述發射通道由濾波放大模組、上變頻模組以及功率放大器組成;所述接收通道由低噪聲放大器、下變頻模組、濾波放大模組以及正交解調模組組成;所述信號處理器包含模擬信號調理電路和數位訊號處理電路;
將中頻信號同時送入發射通道中的濾波放大模組中和接收通道中的正交解調模組中,在發射通道中,所述中頻信號通過濾波放大模組進行濾波放大,之後通過上變頻模組將信號上變頻至所需要的射頻信號,然後通過功率放大器的放大最終由發射天線將信號發射出去;同時,接收天線將接收雷達回波信號並將雷達回波信號輸入到接收通道中的低噪聲放大器中對雷達回波信號進行低噪聲放大,之後將低噪聲放大的信號送入下變頻模組進行下變頻處理,之後再通過濾波放大模組進行濾波放大,將放大之後的信號送入正交解調模組進行正交解調處理,將解調後的同相信號I和正交信號Q輸出到信號處理器;由信號處理器的模擬信號調理電路和數位訊號處理電路將接收通道輸出的信號進行視頻放大,即對經過解調後的信號通過運算放大器進行放大,並在放大後分別獲得對同相信號I和正交信號Q這兩路泄露信號電平的進行估算,
所述對泄露信號電平進行估算是指根據預先設定的採樣點數,分別選擇I、Q兩路信號中的離散信號電平,然後將所述離散信號電平與A/D的最大採樣電平進行比較,若離散信號電平大於等於A/D的最大採樣電平,則所述離散信號電平即是泄露信號電平,將離散信號電平進行D/A轉換之後送入運算放大器的負反饋端,通過運算放大器中進行反向和求和運算對泄露信號進行對消和補償;若離散信號電平小於A/D的最大採樣電平,則根據公式和計算泄露電平,並將該泄露電平經過D/A轉換之後送入運算放大器的負反饋端,通過運算放大器中進行反向和求和運算對泄露信號進行對消和補償;信號處理器對經過泄露對消和補償之後的模擬回波信號進行採集,並通過數位訊號處理電路輸出進而完成雷達測量。
所述模擬信號調理電路包括第一級運算放大器、第二級運算放大器、第三級運算放大器,以及多路A/D轉換器和多路D/A轉換器,當接收通道輸出的I、Q信號輸入至模擬信號調理電路後,首先依次經過所述的第一級運算放大器、第二級運算放大器和第三級運算放大器對信號進行放大,然後通過A/D進行採樣,將採樣後的信號送入數位訊號處理電路中,由數位訊號處理電路計算出泄露電平的估算值,再將獲得的估算值通過D/A轉換為模擬信號,再送至運算放大器的負反饋端,實時對泄露信號進行對消和補償。
所述數位訊號處理電路由FPGA晶片實現。
一種連續波雷達泄露對消方法,步驟如下:
(1)判斷雷達系統是否收到測量信號的指令,若未收到,則繼續等待所述測量信號的指令;若收到測量信號的指令,則雷達系統同時進行信號發射和信號接收,並由接收通道最終輸出同相信號I和正交信號Q,之後進入步驟(2);
(2)由信號處理器中的運算放大器對步驟(1)中的同相信號I和正交信號Q進行放大,經過A/D採樣之後進入步驟(3);
(3)根據步驟(2)中得到的A/D採樣之後的信號,若所述A/D採樣之後的信號電平值小於A/D的最大採樣電平,則通過公式
,計算泄露信號電平,其中N為採樣點數,I(n)=a0cos(φ0),Q(n)=a0sin(φ0),a0為泄露信號的幅度值,φ0為泄露信號的初始相位,之後進入步驟(4);若所述A/D採樣之後的信號電平值大於等於A/D的最大採樣電平,則將所述A/D採樣之後的信號電平值作為泄露信號電平,之後進入步驟(4);
(4)根據步驟(3)中得到的泄露信號電平與預設的電平閾值進行比較判斷泄露信號對消是否完成,若泄露信號電平大於等於預設的電平閾值,則未完成,利用D/A將泄露信號電平從數位訊號轉換成模擬信號並送入運算放大器的負反饋端,運算放大器將接收到的泄露信號電平反相併進進行求和與放大,實時對泄露信號對消,之後進入步驟(3);若泄露信號電平小於預設的電平閾值,則泄露信號對消已經完成,進入步驟(5);
(5)對完成泄露信號對消的雷達回波信號進行A/D信號採樣之後送入數位訊號處理電路,進行後繼處理和套用。
有益效果
(1)《一種連續波雷達泄露對消系統及方法》的泄露信號對消系統可在泄露信號未使得接收通道前端的低噪聲放大器飽和以及進入信號處理單元之前的正交解調器飽和的情況下,通過將雷達接收信號的總增益分解為接收通道增益和對正交解調後的視頻信號執行的視頻增益,並通過對採樣後的泄露信號進行估算,將估算值經過D/A轉換之後送入運算放大器的負反饋端形成負反饋迴路,在運算放大器內部,將負反饋端輸入的信號和從接收通道接收到的I/Q信號進行求和運算,從而實現泄露信號的對消,獲得高的泄露信號抑制比,同時,降低對天線隔離度的要求。
(2)《一種連續波雷達泄露對消系統及方法》的泄露信號對消系統可在視頻I、Q兩個通道實現對泄露電平的測量,同時,由於採用的是負反饋的對消結構,因此,可以在每個測量周期內實時自適應調整泄露信號的大小,且不影響I、Q通道的正交一致性,在此基礎上,獲得對低頻信號的精確測量。
附圖說明
圖1為《一種連續波雷達泄露對消系統及方法》泄露信號對消系統的系統框圖;
圖2為泄露信號對消電路的原理框圖;
圖3為該發明的泄露信號對消方法流程圖;
圖4為該發明信號處理器的時序示意圖。
技術領域
《一種連續波雷達泄露對消系統及方法》涉及一種連續波雷達泄露對消系統及方法,是針對著陸導航連續波測速雷達的視頻泄露信號對消技術,是一種新的泄露信號抑制方法。
權利要求
1.一種連續波雷達泄露對消系統,其特徵在於包括發射天線、接收天線、發射通道、接收通道和信號處理器,所述發射通道由濾波放大模組、上變頻模組以及功率放大器組成;所述接收通道由低噪聲放大器、下變頻模組、濾波放大模組以及正交解調模組組成;所述信號處理器包含模擬信號調理電路和數位訊號處理電路;將中頻信號同時送入發射通道中的濾波放大模組中和接收通道中的正交解調模組中,在發射通道中,所述中頻信號通過濾波放大模組進行濾波放大,之後通過上變頻模組將信號上變頻至所需要的射頻信號,然後通過功率放大器的放大最終由發射天線將信號發射出去;同時,接收天線將接收雷達回波信號並將雷達回波信號輸入到接收通道中的低噪聲放大器中對雷達回波信號進行低噪聲放大,之後將低噪聲放大的信號送入下變頻模組進行下變頻處理,之後再通過濾波放大模組進行濾波放大,將放大之後的信號送入正交解調模組進行正交解調處理,將解調後的同相信號I和正交信號Q輸出到信號處理器;由信號處理器的模擬信號調理電路和數位訊號處理電路將接收通道輸出的信號進行視頻放大,即對經過解調後的信號通過運算放大器進行放大,並在放大後分別對同相信號I和正交信號Q這兩路泄露信號電平的進行估算,所述對泄露信號電平進行估算是指根據預先設定的採樣點數,分別選擇I、Q兩路信號中的離散信號電平,然後將所述離散信號電平與A/D的最大採樣電平進行比較,若離散信號電平大於等於A/D的最大採樣電平,則所述離散信號電平即是泄露信號電平,將離散信號電平進行D/A轉換之後送入運算放大器的負反饋端,通過運算放大器中進行反向和求和運算對泄露信號進行對消和補償;若離散信號電平小於A/D的最大採樣電平,則根據公式和計算泄露電平,並將該泄露電平經過D/A轉換之後送入運算放大器的負反饋端,通過運算放大器中進行反向和求和運算對泄露信號進行對消和補償;信號處理器對經過泄露對消和補償之後的模擬回波信號進行採集,並通過數位訊號處理電路輸出進而完成雷達測量;採樣獲得的I、Q通道信號電平分別為:I(n),n=0,1,…,N-1與Q(n),n=0,1,…,N-1,其中N為採樣點數。
2.根據權利要求1所述的一種連續波雷達泄露對消系統,其特徵在於:所述模擬信號調理電路包括第一級運算放大器、第二級運算放大器、第三級運算放大器,以及多路A/D轉換器和多路D/A轉換器,當接收通道輸出的I、Q信號輸入至模擬信號調理電路後,首先依次經過所述的第一級運算放大器、第二級運算放大器和第三級運算放大器對信號進行放大,然後通過A/D進行採樣,將採樣後的信號送入數位訊號處理電路中,由數位訊號處理電路計算出泄露電平的估算值,再將獲得的估算值通過D/A轉換為模擬信號,再送至運算放大器的負反饋端,實時對泄露信號進行對消和補償。
3.根據權利要求1所述的一種連續波雷達泄露對消系統,其特徵在於:所述數位訊號處理電路由FPGA晶片實現。
4.一種連續波雷達泄露對消方法,其特徵在於步驟如下:
(1)判斷雷達系統是否收到測量信號的指令,若未收到,則繼續等待所述測量信號的指令;若收到測量信號的指令,則雷達系統同時進行信號發射和信號接收,並由接收通道最終輸出同相信號I和正交信號Q,之後進入步驟(2);
(2)由信號處理器中的運算放大器對步驟(1)中的同相信號I和正交信號Q進行放大,經過A/D採樣之後進入步驟(3);(3)根據步驟(2)中得到的A/D採樣之後的信號,若所述A/D採樣之後的信號電平值小於A/D的最大採樣電平,則通過公式,計算泄露信號電平,其中N為採樣點數,I(n)=a0cos(φ0),Q(n)=a0sin(φ0),a0為泄露信號的幅度值,φ0為泄露信號的初始相位,之後進入步驟(4);若所述A/D採樣之後的信號電平值大於等於A/D的最大採樣電平,則將所述A/D採樣之後的信號電平值作為泄露信號電平,之後進入步驟(4);
(4)根據步驟(3)中得到的泄露信號電平與預設的電平閾值進行比較判斷泄露信號對消是否完成,若泄露信號電平大於等於預設的電平閾值,則未完成,利用D/A將泄露信號電平從數位訊號轉換成模擬信號並送入運算放大器的負反饋端,運算放大器將接收到的泄露信號電平反相併進行求和與放大,實時對泄露信號對消,之後進入步驟(3);若泄露信號電平小於預設的電平閾值,則泄露信號對消已經完成,進入步驟(5);
(5)對完成泄露信號對消的雷達回波信號進行A/D信號採樣之後送入數位訊號處理電路,進行後繼處理和套用。
實施方式
如圖1所示為《一種連續波雷達泄露對消系統及方法》連續波雷達泄露信號對消系統的系統框圖,《一種連續波雷達泄露對消系統及方法》泄露信號對消系統包括:發射天線、接收天線、發射通道、接收通道和信號處理器,發射天線將發射通道的信號輻射出去,而接收天線對回波信號和發射天線泄露過來的直達波信號進行接收,發射通道由濾波放大模組、上變頻模組以及功率放大器組成;接收通道由低噪聲放大器、下變頻模組、濾波放大模組以及正交解調模組組成;信號處理器包含模擬信號調理電路和數位訊號處理電路,其中,泄露對消作為信號處理器的一部分。從圖中可見各個部分的連線關係,
由頻率源或頻率綜合器產生的中頻信號同時送入發射通道中的濾波放大模組中和接收通道中的正交解調模組中,在發射通道中,所述中頻信號通過濾波放大模組進行濾波放大,之後通過上變頻模組將信號上變頻至所需要的射頻信號,然後通過功率放大器的放大最終由發射天線將信號發射出去;同時,接收天線將接收雷達回波信號並將雷達回波信號輸入到接收通道中的低噪聲放大器中對雷達回波信號進行低噪聲放大,之後將低噪聲放大的信號送入下變頻模組進行下變頻處理,之後再通過濾波放大模組進行濾波放大,將放大之後的信號送入正交解調模組進行正交解調處理,將解調後的同相信號I和正交信號Q輸出到信號處理器;由信號處理器的模擬信號調理電路和數位訊號處理電路將接收通道輸出的信號進行視頻放大,即通過運算放大器對經過解調後的信號進行放大,並在放大之後分別獲得對I、Q兩路泄露信號的估算值,估算過程通過數位訊號處理電路中的FPGA實現,所述對泄露信號的估算是指首先根據預先設定的採樣點數,分別選擇I、Q兩路信號中的離散信號,然後將其與A/D採樣的最大電平進行比較,A/D採樣的最大電平為A/D的固有參數,比較就是將I、Q信號的離散信號電壓值減去A/D採樣的最大電平,這樣得到的就分別是I、Q兩路信號的補償電平,再將此補償電平通過D/A轉換獲得相應的模擬信號電平,並將此模擬信號電平輸出到運算放大器的負反饋端,運算放大器將負反饋端的輸入電平先進行反向處理,然後將該電平與從接收通道傳送過來的I/Q電平進行求和計算,從而實時對泄露信號進行對消和補償;
信號處理器對經過泄露對消和補償之後的模擬回波信號進行採集,並通過數位訊號處理電路獲得頻率跟蹤和處理,從而完成雷達測量。
其中,I路反饋通路構成I路對消通道,Q路反饋通路構成Q路對消通道。
在每一個測量周期內,採用該系統首先可以對當前周期內經過正交混頻解調後的兩個通道(I、Q)的泄露信號進行測量,分別獲得需要對消的信號。然後將其反饋至泄露信號調理電路的信號輸入端,通過差分運算放大器的負反饋端,獲得對輸入信號的調整。
在連續波雷達實際工作時,經過功率放大後的微波信號經由發射天線輻射出去,當經過一定的延遲後,目標散射的回波信號與從發射天線直接泄露到接收天線的信號一起進入到接收通道,通過低噪聲放大以及中放濾波後進入正交混頻器,經過混頻後的信號成為正交的兩路信號,進入信號處理器前端的信號調理電路,此調理電路完成信號的視頻放大以及與其後的採樣電路等構成泄露對消電路。
泄露對消電路由模擬信號調理電路和數位訊號處理單元組成,其中模擬信號調理電路由三級運算放大器級聯、A/D採樣電路以及D/A組成,數字電路由FPGA和DSP組成,泄露對消電路工作時,首先通過運算放大器對信號進行放大,然後通過A/D對信號進行採樣,再利用數位訊號處理電路(FPGA)對採樣後的信號進行泄露信號電平的估算值,獲得實部和虛部的泄露電平,再將泄露電平通過D/A轉換成模擬信號,輸入到運算放大器的負反饋端,由於整個對消過程是根據採集到的信號自適應調整,從而,實現了泄露信號的自適應對消,當剩餘泄露信號的幅度低於要求的幅度大小時,再對I、Q通道的數據進行都卜勒的測量。
發射通道包含混頻器、SSPA固態功率放大器、數控衰減器以及濾波放大模組,它將中頻信號上變頻至所需要的射頻信號,輸出到發射天線。接收通道包含低噪聲放大器、數控衰減器、中放濾波以及正交混頻等,它將接收天線的射頻信號進行低噪聲放大、下變頻處理以及正交解調,形成基帶信號後輸出至信號處理器。
信號處理器包括兩個部分,第一部分為模擬信號調理電路,其主要作用是將回波信號放大到合適的電平以進行A/D採樣,同時將泄露信號降低到預先設定的電平,為了保證在天線現有隔離度情況下,接收通道不發生飽和,需要將部分增益放到視頻來實現,這也就是視頻泄露對消能夠降低天線收發隔離度的原因所在。該實施例中,主要技術指標要求:輸入信號幅度為:-71分貝毫瓦~-51分貝毫瓦,輸入泄露信號幅度為:-34分貝毫瓦~-14分貝毫瓦,視頻增益為:50±1分貝,A/D位數:12位,D/A位數為:8位。
採用以上技術指標,在視頻對泄露信號進行對消時,將回波信號放大至-21分貝毫瓦~-1分貝毫瓦,泄露信號調整至-40分貝毫瓦以下,而泄露信號抑制比為70分貝以上,此時,泄露信號相對於回波而言可以忽略,而此時對低頻信號進行測量,其測量精度就不會受到影響。
第二部分為數位訊號處理電路,數位訊號處理電路主要用於在每個周期內對輸入信號進行計算。在泄露信號對消時,利用FPGA完成對I、Q通道泄露電平的計算並通過FPGA將計算得出的電平值送到運算放大器的負補償端進行補償對消。
下面結合圖2、3、4對《一種連續波雷達泄露對消系統及方法》中的泄露信號對消方法作介紹。
以著陸雷達為例,如圖4所示的雷達信號處理的時序圖,在每一個雷達信號處理周期,先利用65毫秒時間來完成泄露信號的對消,然後利用50毫秒的時間對回波數據進行採樣,最後利用5毫秒的時間來完成目標頻率信息(速度信息)的提取和測量。
圖3所示為《一種連續波雷達泄露對消系統及方法》泄露信號對消方法的流程圖,首先判斷控制信號類型,即雷達系統是不是收到了測量的指令,當收到了測量指令時,系統進入測量模式,開始發射連續波信號,然後經過接收通道進行放大濾波以及正交解調的處理,然後,進入信號處理器,執行泄露信號對消處理,在完成對消後,進行回波信號採樣和處理。
泄露信號獲取過程如下:
中頻信號為:
其中a(t)和φ(t)分別為信號的幅度和相位函式,fi為中頻頻率。
將中頻信號和相干基準信號相乘並通過低通濾波後,可以得到:
然後對其進行正交雙通路處理,輸出信號為:
對於發射泄露的直達波而言,φ(t)=φ0,此時,正交解調後的信號為:
另外,由於a(t)為時間的慢變函式,在處理周期內可以近似認為a(t)為常數,此時,直達波泄露信號為:
式中a0為泄露信號的幅度值,φ0為泄露信號的初始相位。
這樣,在進行泄露信號抑制時,只需要估算值出I(t)和Q(t)即可完成泄露信號的抑制。
利用下式對採集的信號進行估算,可以獲得泄露信號,並對其進行補償。以下的計算過程即泄露信號電平的提取。
採樣獲得的I、Q通道信號電平分別為:I(n),n=0,1,…,N-1與Q(n),n=0,1,…,N-1,其中N為採樣點數,A/D的飽和電平(A/D的最大採樣電平)為VI,VQ,若|I(n)|≥VI,n=0,1,…,N-1,或|Q(n)|≥VQ,n=0,1,…,N-1則判斷泄露信號飽和,則將I、Q通道信號電平進行D/A轉換之後輸出至放大器的負反饋端,調整泄露電平的大小,直至|I(n)|<VI,n=0,1,…,N-1,或|Q(n)|<VQ,n=0,1,…,N-1,之後進行剩餘泄露信號的補償,其中剩餘泄露信號通過下式進行計算:
,
信號處理器包括FPGA、兩路A/D、兩路D/A和兩路運算放大器,在進行泄露電平補償時,需要將採樣獲得的信號送入FPGA,通過FPGA判斷A/D是否飽和,若飽和,則需要將飽和值通過負反饋至運算放大器的負反饋端,完成一次調整,依此類推,就能夠獲得泄露信號的抑制,其實現原理框圖見圖2。
在該實施例中,泄露對消所需要的時間為65毫秒,分為多次粗調和1次細調,粗調保證回波信號不飽和,每次以32個採樣點進行分析,若正飽和則步進向上調整補償電平,若負飽和則步進向下調整補償電平;細調32768個採樣點進行泄露電平的估算值,並將估算值出的值經過D/A直接轉換為補償電平,輸出到運算放大器的負反饋端,從而完成連續波雷達泄露信號的補償,降低系統對天線隔離度的要求。
《一種連續波雷達泄露對消系統及方法》套用在某系統的制導、導航和控制系統,通過測量三個天線波束中心的速度為其提供運動平台的三維速度,2010年11月前該項目已經完成工程樣機和電性產品的研製和開發,其連續波泄露抑制方法有效、實現了所需要的測速(測頻)精度。
榮譽表彰
2016年12月7日,《一種連續波雷達泄露對消系統及方法》獲得第十八屆中國專利優秀獎。