[发明专利]一种基于多相滤波的连续波雷达接收机

说明书

本发明提供一种基于多相滤波的连续波雷达接收机，由接收前端电路、基带差分转换及运算放大电路、RC多相滤波网络、基带合成电路组成。①采用RC多相滤波网络实现零中频接收机的镜像信号抑制。②通过无源差分转换网络和差分运放实现RC多相滤波网络输入信号的幅度、相位平衡度，提高镜像信号抑制度。③通过无源滤波器、无源差分转换网络和超低噪声运算放大器选用，提高系统灵敏度。④通过增加RC多相滤波网络的级数，可实现基带带宽的扩展和镜像信号抑制度的提高。⑤通过前端电路频率选择，可扩展系统频率范围。该发明以低成本、高集成度实现连续波雷达零中频接收机的镜频抑制和高灵敏度。

技术领域

本发明属于雷达接收机系统设计领域，具体为一种零中频连续波雷达接收机，主要应用在连续波雷达系统，实现对镜像信号的抑制，降低基带信号的上下边带引入的混叠影响。适用于各种连续波收发信机系统，具有很好的通用性。

背景技术

传统的超外差接收机系统中，接收机下变频输出的I、Q两路正交中频信号经90°电桥合成即可实现对镜频信号的抑制。而连续波体制的雷达系统中，下变频得到零中频信号，系统镜像信号就是有用信号本身，无法消除有关镜像抑制带来的问题，得到的基带信号上下边带将会叠加在一起且不可分离，影响到系统的接收性能。

目前，主要采用以下两种方法消除连续波雷达的镜像信号影响：

一、系统设计中抬高中频信号频率，采用传统中频接收电路形式。虽然降低了接收电路的设计难度，但提高了本振信号的复杂度。同时，与探测距离相关的中频带宽较窄，增大了中频滤波难度，不利于系统小型化、低成本设计。

二、采用软件方式消除基带信号上下边带的混叠影响。系统要求接收机输出I、Q两路正交基带信号，由信号处理器完成基带信号的合成。优点是可以轻松完成基带信号的合成，并且抑制度很高。缺点是对校准网络要求较高，特别是宽带信号的校准。同时，增大了接收电路的硬件数量和接口数量，尤其不利于多通道接收的小型化设计。

因此，为解决以上两种方式的缺点，本设计采取有效措施，既解决连续波雷达镜像信号抑制问题，也满足系统小型化、低成本的要求。

发明内容

要解决的技术问题

针对连续波雷达系统中，为实现零中频信号的镜像抑制，提出一种基于无源多相滤波电路的接收机设计方式，降低系统成本和复杂度。

技术方案

一种基于多相滤波的连续波雷达接收机，其特征在于包括接收前端电路、基带差分转换及运算放大电路、RC多相滤波网络、基带合成网络、SFC滤波和基带放大电路；接收前端电路包括限幅器、低噪声放大和混频器，将天线回波信号下变频得到I、Q两路基带信号；基带差分转换及运算放大电路包括两路基带滤波器、基带补偿放大器、基带差分转换电路和差分运算放大电路，基带滤波器对接收前端电路直流偏移电平滤波处理，同时抑制部分基带高次谐波；基带补偿放大器选择低噪声放大，保证接收灵敏度；基带差分转换和差分运放电路将输入的正交信号得到幅度相位平衡的两对差分信号，四个信号分别相差90°；RC多相滤波网络对两对差分信号移相滤波得到镜像信号抑制的两路差分基带信号；两路差分基带信号再经合成、SFC滤波、放大后输出至信号处理机。

所述的RC多相滤波网络由电阻和电容组成的希尔伯特变换传输网络，通过设置R、C值使无源多相滤波器在RC极点频率上抑制顺时针次序信号，同时保证逆时针次序信号无抑制通过；增加RC级数，设置多个极点可保证宽带信号的传输特性。

所述的基带滤波器为无源滤波器。

所述的基带差分转换电路为无源差分转换网络。

所述的基带差分运算放大电路为无源运算放大电路。

有益效果