一种小型化宽频带雷达信号参数快速测量相关器的制作方法

本实用新型涉及一种微波相关器，特别涉及一种雷达信号参数快速测量相关器。

背景技术：

目前，随着雷达系统的不断发展,侦察设备面临着密集、复杂和捷变的电子信号环境,其必须全频段、全方位、实时准确、高分辨率地测量雷达信号的各项参数。雷达载频是雷达信号的主要参数,精确、实时地测出雷达的载频,将有利于对雷达信号的分选识别和对雷达实时有效的干扰。在众多的接收机当中，瞬时测频接收机以其适中的结构复杂程度、低功耗、能快速测量雷达信号各参数等优点广泛地应用于各种侦察设备中，其核心部件是微波相关器,但是现有技术中，宽带瞬时测频接收机中所使用的宽带相关器，其电路的实现基本上都是采用1只一分二功分器和3只3dB 90°电桥拼凑而成，这样制作出的相关器在处理信号时会出现测频模糊，频率的分辨率和精度不高，并且相关器电路的体积较大，不够紧凑，不利于整体微波接收电路的集成化。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种小型化宽频带雷达信号参数快速测量相关器，使得相关器在处理信号时不会出现测频模糊的现象，提高了频率的分辨率和精度，并且减小相关器电路的体积，大大减小了接收电路的尺寸，有利于整体微波接收电路的集成化。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种小型化宽频带雷达信号参数快速测量相关器，包括前端放大模块，所述前端放大模块输出DLVA检波信号和射频信号，DLVA检波信号传输至接受处理板进行处理，射频信号传输至多路微波鉴相模块进行处理，多路微波鉴相模块输出的检波信号传输至接收处理板，接收处理板将处理好的数据送出。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，接收到的信号先经过前端放大模块进行滤波、放大、功分后输出两路信号，一路DLVA检波信号直接送到接收处理板进行处理，另一路射频信号送至多路微波鉴相模块进行相关，多路鉴相后的检波信号送到接收处理板进行处理，处理板通过接口电路把处理好的数据送出，这样使得相关器在处理信号时不会出现测频模糊的现象，提高了频率的分辨率和精度，并且减小相关器电路的体积，大大减小了接收电路的尺寸，有利于整体微波接收电路的集成化，本实用新型可以用于雷达瞬时测频接收机。

作为本实用新型的进一步改进，所述多路微波鉴相模块包括多个并行的单路微波鉴相模块，所述单路微波鉴相模块的功分器一输出信号一和信号二，信号一直接传输至功分器二，信号二经延迟后传输至3db桥一，功分器二分别与3db桥二以及3db桥三相连，3db桥一分别与3db桥二以及3db桥三相连，3db桥二经两个平方律检波器与差分视频放大器一相连，相连3db桥三经两个平方律检波器与差分视频放大器二相连，这样功分器将输入RF信号分成两路，一路不经延迟直接送入单路微波鉴相模块，另一路则通过一段时间为τ的延迟后再送入单路微波鉴相模块。两路信号由于延时线的存在而形成了θ=2πfτ的相位差，这个相位差由单路微波鉴相模块检出，在差分视放的输出端分别给出以下信号：Us=Ku²sinθ和Uc=Ku²cosθ，Us、Uc分别是相位θ的正余弦函数，而θ取决于频率和延迟时间τ，由于τ是确定的，因此只要对Us、Uc进行幅度量化，即可对θ实现编码，从而也就可得到频率f的数字代码；采用单路微波鉴相模块的测频接收机频率分辨率有限，量化最多6位，则平均频率分辨率为△f/2⁶。而且由于Us、Uc为θ的正、余弦函数，故当输入信号引起θ以2π为周期的变化时，鉴相输出也就产生周期变化，即出现了测频模糊，采用多路鉴相电路并行使用的方案，由最长的延迟线通道来决定频率分辨率和精度，用最短延迟线通道来决定瞬时频率覆盖范围，根据通道之间的延迟线长度的比例关系可以解决测频模糊问题。

作为本实用新型的进一步改进，所述接收处理板包括电阻换网络和门限检测电路，所述电阻环网络接收多路微波鉴相模块输出的信号进行信号移相并输出移相信号，移相信号传输至高速比较器，高速比较器输出格雷码至FPGA进行处理；所述DLVA检波信号经门限检测电路传输至FPGA进行信号判断、脉宽测量、到达时间测量以及幅度测量，这样雷达载波信号经每路单路微波鉴相模块输出四路信号：1+SINθ、1-SINθ、1+COSθ、1-COSθ，由视频差分运算放大器进行差分放大，使之变成完全正交的+SINθ、-SINθ、+COSθ、-COSθ四路信号；通过调整增益电阻，使四路输出信号幅度归一化；这四路信号通过电阻环网络，进行信号移相，根据编码需要，输出一组移相信号，再通过高速比较器进行量化形成一组格雷码，各通道量化后的格雷码送往FPGA进行处理；最终完成对雷达信号的频率测量，DLVA的视频脉冲信号经过门限检测电路后送至FPGA先进行信号判断，然后进行脉宽测量、到达时间测量、幅度测量等功能，使得频率测量的分辨率和精度更高。

作为本实用新型的进一步改进，所述前端放大模块包括滤波器一，所述滤波器一与限幅器相连，限幅器与低噪声放大器相连，低噪声放大器与斜率校正器相连，斜率校正器与功分器三相连，功分器三分别与大动态DLVA以及限幅放大器相连，大动态DLVA输出DLVA检波信号至门限检测电路，限幅放大器与滤波器二相连，滤波器二与功分器一，这样接收到的信号经滤波器一后对频率进行选择，所需信号几乎无损耗的输出，而对于接收机带外的信号有很大的抑制；然后对信号进行放大，以提高对微弱信号的接收能力；放大后的信号经斜率校正器进行校正幅度均衡，使得整个工作频带内的幅度起伏尽可能小；然后经功分器功分两路，一路至大动态DLVA进行检波，检波输出的视频信号送至接收处理板进行处理；另一路经限幅放大器、滤波后送至微波鉴相器，可以更好地提升频率测量的分辨率和精度更高。

作为本实用新型的进一步改进，所述多路微波鉴相模块的电路整体制作在Rogers 5880厚0.254mm的材料上，这样可以进一步地使得电路体积变得更小，跟有利于电路的集成化。

作为本实用新型的进一步改进，所述功分器一、功分器二、3db桥一、3db桥二、3db桥三以及平方律检波器经50Ω的导线连接，这样可以使得各个元器件之间连接干扰小，信号传递更加顺畅。

作为本实用新型的进一步改进，所述接收处理板的电路采用CPLD器件设计，这样可以使得电路更加灵活，体积更小。

附图说明

图1为本实用新型连接结构示意图。

图2为本实用新型中前端放大电路框图。

图3为本实用新型中单路微波鉴相电路框图。

图4为本实用新型中接收处理板电路框图。

图5为本实用新型中前端接收电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明：

如图1-5所示的一种小型化宽频带雷达信号参数快速测量相关器，包括前端放大模块，前端放大模块输出DLVA检波信号和射频信号，DLVA检波信号传输至接受处理板进行处理，射频信号传输至多路微波鉴相模块进行处理，多路微波鉴相模块输出的检波信号传输至接收处理板，接收处理板将处理好的数据送出；

多路微波鉴相模块包括多个并行的单路微波鉴相模块，单路微波鉴相模块的功分器一输出信号一和信号二，信号一直接传输至功分器二，信号二经延迟后传输至3db桥一，功分器二分别与3db桥二以及3db桥三相连，3db桥一分别与3db桥二以及3db桥三相连，3db桥二经两个平方律检波器与差分视频放大器一相连，相连3db桥三经两个平方律检波器与差分视频放大器二相连；

接收处理板包括电阻换网络和门限检测电路，电阻环网络接收多路微波鉴相模块输出的信号进行信号移相并输出移相信号，移相信号传输至高速比较器，高速比较器输出格雷码至FPGA进行处理；DLVA检波信号经门限检测电路传输至FPGA进行信号判断、脉宽测量、到达时间测量以及幅度测量。

前端放大模块包括滤波器一，滤波器一与限幅器相连，限幅器与低噪声放大器相连，低噪声放大器与斜率校正器相连，斜率校正器与功分器三相连，功分器三分别与大动态DLVA以及限幅放大器相连，大动态DLVA输出DLVA检波信号至门限检测电路，限幅放大器与滤波器二相连，滤波器二与功分器一。

多路微波鉴相模块的电路整体制作在Rogers 5880厚0.254mm的材料上；功分器一、功分器二、3db桥一、3db桥二、3db桥三以及平方律检波器经50Ω的导线连接；接收处理板的电路采用CPLD器件设计。

工作时，接收到的信号经滤波器一后对频率进行选择，所需信号几乎无损耗的输出，而对于接收机带外的信号有很大的抑制；然后对信号进行放大，以提高对微弱信号的接收能力；放大后的信号经斜率校正器进行校正幅度均衡，使得整个工作频带内的幅度起伏尽可能小；然后经功分器功分两路；

功分器将输入RF信号分成两路，一路不经延迟直接送入单路微波鉴相模块，另一路则通过一段时间为τ的延迟后再送入单路微波鉴相模块，两路信号由于延时线的存在而形成了θ=2πfτ的相位差。这个相位差由单路微波鉴相模块检出，在差分视放的输出端分别给出以下信号：Us=Ku²sinθ和Uc=Ku²cosθ，Us、Uc分别是相位θ的正余弦函数，而θ取决于频率和延迟时间τ。由于τ是确定的，因此只要对Us、Uc进行幅度量化，即可对θ实现编码，从而也就可得到频率f的数字代码；

采用单路微波鉴相模块的测频接收机频率分辨率有限，量化最多6位，则平均频率分辨率为△f/2⁶。而且由于Us、Uc为θ的正、余弦函数，故当输入信号引起θ以2π为周期的变化时，鉴相输出也就产生周期变化，即出现了测频模糊，使用多路鉴相电路并行的方案，由最长的延迟线通道来决定频率分辨率和精度，用最短延迟线通道来决定瞬时频率覆盖范围，根据通道之间的延迟线长度的比例关系来解决测频模糊问题。

雷达载波信号经每路单路微波鉴相模块输出四路信号：1+SINθ、1-SINθ、1+COSθ、1-COSθ，由视频差分运算放大器进行差分放大，使之变成完全正交的+SINθ、-SINθ、+COSθ、-COSθ四路信号，通过调整增益电阻，使四路输出信号幅度归一化，这四路信号通过电阻环网络，进行信号移相，根据编码需要，输出一组移相信号，再通过高速比较器进行量化形成一组格雷码，各通道量化后的格雷码送往FPGA进行处理。最终完成对雷达信号的频率测量；DLVA的视频脉冲信号经过门限检测电路后送至FPGA先进行信号判断，然后进行脉宽测量、到达时间测量、幅度测量等功能。

本实用新型不局限于上述实施例，在本公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。