[发明专利]一种大动态连续波雷达接收机

说明书

技术领域

本发明属于电子技术应用领域，涉及连续波雷达接收机。尤其是一种大动态连续波雷达接收机。

背景技术

在线性调频连续波(LFMCW)雷达中，接收机输出目标回波差拍信号幅度与雷达到目标距离的四次方成反比，因此随着距离的增大，信号幅度迅速衰减，加上目标反射面的大小引起回波幅度的变化，系统就要求接收机要有很大的动态范围，也就是接收机设计时，既要扩大线性动态，也要扩大系统的总动态。在脉冲体制雷达中一般都采用灵敏度时间控制电路(STC)和自动增益控制电路(AGC)来进一步扩展接收机的动态范围。然而在连续波雷达中，接收机检测的是差拍频率，显然不能采用灵敏度时间控制电路(STC)的方法来扩展动态范围。

发明内容

针对现有技术的缺陷或不足，本发明目的在于提供一种大动态连续波雷达接收机。

为此，本发明提供的大动态连续波雷达接收机包括依次连接的低噪声放大器、镜像抑制混频器、带阻滤波器、中频匹配滤波器和手动增益控制电路；

所述的低噪声放大器将雷达天线接收机到的目标回波信号进行低噪声放大；

所述的镜像抑制混频器将低噪声放大后的信号下变频到中频信号；

所述带阻滤波器在中频段抑制发射泄露信号及近距离强地杂波信号，所述带阻滤波器为三阶带阻滤波器。

所述中频匹配滤波器用于滤出雷达的有用信号，其包括中频LC带通滤波器，带宽为雷达作用距离的信号带宽。

所述手动增益控制电路用于调节接收机增益，使接收机不饱和，所述手动增益控制电路包括数控衰减器和单片机。

优选的，上述大动态连续波雷达接收机的线性动态为40dB，接收机在接收近距离强回波信号时，动态范围为98dB。

优选的，所述低噪声放大器的输出1dB压缩点为15dBm，增益为20dB；所述镜像抑制混频器输入的最大信号为10dBm；所述带阻滤波器的中心频率为中频频率；所述数控衰减器的衰减量为30dB。

与现有技术相比，本发明的接收机优点在于：

接收机设计时，镜像抑制混频器前端的低噪放在满足噪声系数和增益的情况下，设计低噪放输出1dB压缩点为15dBm，增益为20dB；镜像抑制混频器输入的最大信号为10dBm。即接收机最大输入信号为-10dBm时，接收机前端不饱和。

在中频端，发射机泄露功率及近地杂波的回波信号主要为中频频率的信号，为了抑制此信号，使接收机不饱和，在混频之后插入一个三阶带阻滤波器。设计带阻滤波器中心频率为中频频率，即发射机泄露功率和近地杂波的回波信号在中频频率点抑制达40dB，使其中频段上的每一级电路不饱和。

同时，在中频段设计MGC控制电路，电路由数控衰减器及单片机组成，数控衰减器衰减量为30dB，为可实时调整接收机增益，从而达到扩展接收机动态的目的。

连续波雷达使用本发明的接收机后，很大程度地扩展了系统动态范围，即雷达在探测近距离的目标不至于出现饱和现象。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

图1为本发明接收机的组成框图；

图2为实施例的接收机的电路原理框图；

图3为实施例的接收机信号电平关系示意图；

图4为实施例的接收机中频端插入带阻滤波器后信号电平关系示意图；

图5为实施例的接收机设计拓布图。

具体实施方式

参考图1，本发明的接收机主要包括限幅低噪放、镜像抑制混频、三阶带阻滤波器、中频匹配滤波、手动增益控制(MGC)电路、中放、供电电路及控制电路。

本发明的接收机采用外差式一次下变频模式，接收机将来自天线的回波信号通过限幅器、低噪放放大后，与系统本振进行混频，混频后再送入中频端进行放大及滤波，得到的中频信号，再送入A/D采样后进行数字I/Q鉴相，再将输出的信号给信号处理分系统进行处理。

本发明的带阻滤波器用于在中频段抑制发射泄露信号及近距离强地杂波信号，连续波雷达的最强的回波信号主要为发射泄露和近地杂波信号，在中频主要表现在中频频率附近的信号，带阻滤波器为三阶带阻滤波器，中心频率为雷达的中频频率。