[发明专利]一种无源雷达双通道接收机射频对消系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于射频技术领域，具体涉及一种无源雷达双通道接收机射频对消系统及方法。

背景技术

我们知道，无源雷达利用外辐射源（电视、广播、移动通信网的发射信号）探测目标，其本身不主动发射电磁波，不容易被敌方侦察系统所发现。因此无源雷达具有隐蔽性高，抗干扰能力强，作用距离远等优点，这对于提高现代电子战环境下的军事电子系统的生存能力有重要意义。

由于外辐射源信号的功率相对较小，因而通过目标反射回来的信号功率也就更加微弱；同时，在目标回波接收通道中还混有从直达通道中泄露进来的强直达波信号，这势必会淹没真正的目标位置信息。通常，在雷达与外辐射源相距10Km情况下，到达雷达接收机处的直达波信号相对目标回波信号功率高70dB以上，所以，对直达波进行有效抑制而提取出淹没在直达波中的微弱目标反射信号成为了无源雷达系统的一个难题。为解决这一难题，本领域一般采取低副瓣天线、射频对消、自适应滤波等技术措施，其中，射频对消是利用直达波接收天线以及目标回波接收天线分别接收直达波和目标回波，雷达接收机采用双通道接收机，将直达波天线接收到的直达波经低噪声放大器处理后，再通过功分器进入射频对消系统，将进入射频对消系统的直达波通道信号作为参考信号，采用对消技术对目标回波通道信号中混入的直达波通道信号进行抑制。目前，一般的射频对消系统的电路复杂，且对消效果不明显，只能实现20dB左右的对消比，对消比是指对消前目标回波通道中混入的直达波信号功率与对消后的功率差，使得雷达的接收动态范围难以满足从外辐射源信号中提取微弱目标反射信号的要求。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种无源雷达双通道接收机射频对消系统及实现方法，该系统及实现方法简单，通过射频对消对直达波信号抑制30dB以上，对消比大，使得整个雷达的接收动态范围更高，满足从外辐射源信号中提取微弱目标反射信号的要求。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种无源雷达双通道接收机射频对消系统，包括模拟移相器、模拟衰减器、射频开关、合路器、第一数模转换器、第二数模转换器、FPGA控制器、FLASH存储器和上位机，其中：

模拟移相器连接第二数模转换器的模拟输出端、功分器发送的直达波通道信号和模拟衰减器的输入端，用于接收功分器发送的一路直达波通道信号和第二模数转换器输出的控制电压，并根据控制电压对直达波通道信号进行移相处理，将移相处理后的直达波通道信号发送到模拟衰减器；

模拟衰减器连接第一数模转换器的模拟输出端、模拟移相器的输出端和射频开关的输入端，用于接收模拟移相器发送的直达波通道信号和第一模数转换器输出的控制电压，并根据控制电压对直达波通道信号进行衰减处理，并将衰减处理后的直达波通道信号发送到射频开关；

射频开关连接模拟衰减器的输出端、FPGA控制器的一个输出端和合路器的一个输入端，用于根据FPGA控制器发送的开启指令和关闭指令进行开启和关闭，在开启状态下实时接收模拟衰减器发送的直达波通道信号，并将该信号发送到合路器；

合路器连接目标回波通道信号和射频开关的输出端，用于将直达波通道信号和射频开关发送的目标回波通道信号相加合为一路信号并输出；

第一数模转换器的数字输入端连接FPGA控制器，其模拟输出端连接衰减器，用以输出控制电压到模拟衰减器，从而改变模拟衰减器的衰减量；

第二数模转换器的数字输入端连接FPGA控制器；其模拟输出端连接模拟移相器，用以输出控制电压到模拟移相器，从而改变模拟移相器的移相量；

FPGA控制器连接射频开关、第一数模转换器、第二数模转换器、上位机、FLASH存储器；用于控制射频开关的开启和关闭；用于接收上位机的幅度调整指令和相位调节指令，并按照幅度调整指令和相位调节指令向第一数模转换器和第二数模转换器输出控制信号；并将送入第一数模转换器的移相器码字和送入第二数模转换器的衰减器码字按照方位信息和频点信息对应存入FLASH存储器；

FLASH存储器连接FPGA控制器，用于存储方位信息和频点信息及其对应的移相器码字和衰减器码字；

上位机连接FPGA控制器，用于向FPGA控制器发送射频开关开启指令、幅度调整指令和相位调整指令。

进一步的，所述系统还包括与FPGA控制器连接的100M时钟。

进一步的，所述上位机通过CAN总线连接FPGA控制器。

应用上述无源雷达双通道接收机射频对消系统的射频对消方法，包括标定阶段和雷达工作阶段：

标定阶段：