[发明专利]一种多道多普勒反射计系统及实现方法

权利要求书

1.一种多道多普勒反射计系统，其特征在于，包括多峰频率产生发射和接收模块、一次降频模块、多通道信号提取模块、IQ解调器驱动功率匹配模块、IQ信号调整模块，其中，

所述多峰频率产生发射和接收模块，采用了常规宽带IQ混频器和移相器的组合，通过将常规宽带IQ混频器的IQ端口为中频调制f₁输入、LO端口为高频f₀载波输入及RF端口为多峰调制信号输出来对其反接，并串联六倍频器，产生多峰信号，通过独立的圆喇叭天线发射和接收信号，在发射和接收喇叭间使用分束片实现微波信号在空间上的收发分离；

所述一次降频模块，是通过采用常规调制器、YIG滤波器及六倍频器的方式获取随发射频率变化的单频降频参考信号，频率参考信号的频率按照参考频率的基本设计方法确定出；

所述多通道信号提取模块，在一次混频后，对其输出的多峰频谱进行放大、多路功分及窄带带通滤波，以获取各有效频率通道二次降频所需的两两匹配的参考和诊断信号；

所述IQ解调器驱动功率匹配模块，对多通道信息提取模块获得的各路诊断通道的信号进行放大、衰减器衰减匹配功率来驱动二次混频IQ解调器,并进行同频率多通道两两匹配二次IQ降频,以获取各频率通道低频IQ诊断信号；

所述IQ信号调整模块，对各频率通道IQ解调器输出端的IQ信号进行放大、低通滤波，最后，进入后端数据采集子系统。

2.一种采用权利要求1所述的多道多普勒反射计的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1:首先，调试反接的常规宽带IQ混频器和移相器组合,获得上下边带抑制比可连续调节的双边带调制频谱,结合六倍频器产生高功率多频率峰发射信号；

S2:确定降频参考信号的工作频率，用降频参考信号对发射信号和等离子体返回信号进行一次降频，参考信号的频率按照参考频率基本设计方法确定，依据一次降频后的多峰频谱确定降频参考信号频率f＝nf₀+Δf；

S3:降频参考频率确定后，识别并确定发射信号中的有效发射频率峰及一次降频后的多通道信号工作频率；

S4:对发射信号和等离子体返回信号进行一次降频得到的二次混频参考信号LO和诊断信号RF进行对称设计；对二次混频两路信号LO和RF将信号进行放大、多路功分及窄带带通滤波，即得出各诊断通道信号Δf+kf₁及Δf+kf₁+f_D，所述各诊断通道信号再经放大或衰减匹配二次混频IQ解调器驱动功率，并进行同频率多通道两两匹配二次IQ降频，以获取各频率通道低频IQ诊断信号；

S5:IQ解调器输出端输出IQ信号，经放大、低通滤波进入后端数据采集子系统；

S6:最后，用独立的圆喇叭天线发射和接收信号完善多峰信号发射和接收模块，在发射和接收喇叭间使用分束片实现微波信号在空间上的收发分离，并测试完整系统是否正常运行。

3.根据权利要求2所述的多道多普勒反射计的实现方法，其特征在于，所述确定降频参考信号，是按照参考频率基本设计方法进行确定，参考频率的设计是用于区分直接混频Δf+kf₁与高次混频nΔf+kf₁(n、k＝0,±1，±2…)以识别出有效发射频率峰，只考虑一个f₁周期，参考频率可表示为以降低间接混频、混频后f＞nf₀+Δf和f＜nf₀+Δf的镜像峰不重叠为据，参考频率确定为

4.根据权利要求2所述的多道多普勒反射计的实现方法，其特征在于，所述参考频率基本设计方法是以有效峰功率的均匀性和可辨识性为主要依据，把发射信号中有效频率峰设计在参考频率的同一侧，并使一次降频后频率落于2-8GHz间。

5.根据权利要求3所述的多道多普勒反射计的实现方法，其特征在于，所述参考频率设计公式为