一种零陷波带宽自适应自泄漏信号抑制系统的制作方法

本实用新型涉及自适应信号处理和通信电磁兼容技术领域，适合于连续波雷达通信系统，尤其涉及一种用于如单天线连续波雷达自泄漏信号与回波信号频率极其邻近时自泄漏信号的抑制方面的零陷波带宽自适应自泄漏信号抑制系统。

背景技术：

目前雷达主要分脉冲体制雷达和连续波体制雷达。其中脉冲体制雷达采用收发开关，使雷达发射和接收从时间上分开，即发射时不接收，接收时不发射，可以有效避免雷达收发系统之间的相互干扰，但由于分时工作，存在侦测的盲时区。连续波体制雷达采用连续发连续收的方式，不存在盲时区，峰值功率等于平均功率，便于固态化设计。但这种连续收发方式使发射通道对接收通道的干扰不能像脉冲体制雷达可通过收发开关分时工作加以避免，形成了连续波体制雷达的致命弱点—泄漏干扰问题。在连续波雷达近距离探测时，由于发射功率不大，收发系统的相互干扰问题影响不大，但增大作用距离而大功率发射时，发射通道对接收通道的泄漏干扰较大，而回波信号微弱，彼此的电平差可达100dB。如此大的收发电平差将导致回波信号被泄漏信号完全淹没，由于泄漏功率较大，还将导致接收机灵敏度降低，接收机前端饱和甚至损坏。为抑制发射通道对接收通道的泄漏干扰，对单天线系统可增加环形器和双工器的隔离度，对双天线系统可增加天线的隔离度。但目前环形器和双工器的隔离度一般在30～40dB左右，双天线系统的隔离度约有60dB，而在空间受限应用场合受空间布置的限制，双天线隔离度将更低。这些被动式的泄漏干扰抑制方法对干扰的隔离度有限，无法满足实际要求，而主动式的自适应泄漏干扰抑制技术可以进一步提高干扰的隔离度，满足实际应用场合对干扰的抑制要求，对解决连续波体制雷达收发系统间的泄漏干扰，提高雷达的发射功率、作用距离和整体性能具有重要意义。自适应泄漏干扰抑制系统可以看成是一个自适应陷波器，该陷波器的中心频率能自适应跟踪发射泄漏信号的中心频率，从而对泄漏信号产生抑制作用。这种自适应陷波器在如生物医学、信号检测和处理等领域有广泛的应用。但目前对自适应陷波器较少考虑其对有用信号的作用，特别是干扰信号和有用信号频率邻近时，自适应陷波器对有用信号的衰减和解决方法。如雷达系统是根据多普勒效应原理工作的，其发射信号与回波信号的频差不大，具体视移动物体的运动速度而定，对于慢速移动的物体可能只有几十Hz，而对于快速移动的物体，一般在几百Hz，这就意味着自适应陷波器的陷波带宽要很窄才不会对微弱有用信号产生大的衰减，从而保证接收机对有用信号的有效接收。目前自适应陷波器的陷波带宽的调节比较困难，减小陷波带宽将使其收敛速度降低，从而影响其对干扰信号的跟踪抑制效果。本实用新型将提供一种零带宽自适应陷波器，可使自适应陷波器的陷波带宽限制的干扰信号的单频点，从而有效抑制与有用信号极邻近的干扰信号，还可推广应用于通信系统中减小收发频差，提高频带利用率方面。

技术实现要素：

本实用新型主要是解决现有技术所存在的用于抑制连续波体制雷达自泄漏干扰抑制的自适应陷波器陷波带宽相对发射信号与回波信号频差较宽，对回波信号产生衰减，影响回波信号的接收，并且减小陷波带宽将导致自适应陷波器收敛速度降低，从而使自适应陷波器无法快速跟踪发射泄漏信号而导致对发射泄漏信号的抑制不佳的技术问题；提供了一种具有发射信号单频点的零陷波带宽，能够使其对发射泄漏信号抑制的同时，对接收回波信号不产生衰减，可以推广应用于干扰信号与有用信号频率极邻近时有用信号的提取方面的一种零陷波带宽自适应自泄漏信号抑制系统。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种零陷波带宽自适应自泄漏信号抑制系统，其特征在于，包括耦合器一、移相器、可调衰减器、相关器、控制器、合成器、耦合器二以及耦合器三；

其中，所述可调衰减器包括I路可调衰减器、Q路可调衰减器；相关器包括I路相关器、Q路相关器；

所述耦合器一与发射通道耦合；耦合器二和耦合器三与接收通道相耦合；所述耦合器一输出端与移相器相联，移相器的正交两路输出，一路输出分别送入I路可调衰减器和I路相关器，另一路输出分别送入Q路可调衰减器和Q路相关器；

所述I路相关器、Q路相关器的输入还分别与耦合器三输出相联，I路相关器、Q路相关器的输出同时与控制器相联，耦合器三的输出也与控制器相联，控制器的输出与I路可调衰减器、Q路可调衰减器相联；I路可调衰减器、Q路可调衰减器输出联接合成器的输入，合成器的输出与耦合器二相联。

在上述的一种零陷波带宽自适应自泄漏信号抑制系统，控制器采用c6000系列DSP和AD8362系列芯片。

在上述的一种零陷波带宽自适应自泄漏信号抑制系统，所述可调衰减器采用双极性电可调衰减器或者高精度可控步进衰减器。所述相关器由模拟乘法器、积分器组成；模拟乘法器根据发射信号的频带采用MC1954L或AD834或AD835芯片；积分器由OP77芯片构成。

因此，本实用新型具有如下优点：1、本实用新型中耦合器实现发射信号和抑制剩余信号的提取以及合成信号耦合至接收通道；移相器实现发射提取信号的90度移相；可调衰减器实现发射提取信号的四象限幅值调整；乘法器、低通滤波器构成相关器，用于获取发射提取信号和抵消剩余信号的相关值；合成器用于将I路可调衰减器调整过的发射提取信号合成；控制器用于抑制剩余信号的实时功率检测和判决，根据判决结果对相关器送来的相关值进行锁定和释放，并将相关值的调整结果用于控制I路可调衰减器对发射提取信号的衰减量。以上方案可解决收发共用天线连续波体制雷达发射信号自泄漏干扰的抑制。2、本实用新型系统可用以解决收发共用天线连续波体制雷达通信系统内部的自泄漏干扰问题，并可减小高隔离度环形器和双工器的设计难度和成本，在发射功率不很大的场合甚至可以取代环形器和双工器。本实用新型系统也可应用于提高双天线连续波雷达收发系统的隔离度，还可推广应用于干扰信号与有用信号频率极邻近时有用信号的提取。

附图说明

图1为本实用新型的实例原理示意图。

图2为本实用新型的实例示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

如图1所示，收发共用天线连续波体制雷达通信系统信号的收发采用一根天线，由于发射信号功率远大于接收信号，需要解决两者之间的相互干扰问题才能保证收发系统正常工作。传统的环形器对收发信号的隔离度有限，特别对大功率发射信号对接收通道泄漏干扰的抑制效果不佳，难以解决接收通道前端饱和及有用信号受扰严重无法正常接收的问题。而传统自适应陷波器的陷波带宽较宽，在收发信号频差较小雷达通信系统应用中极易导致有用信号被衰减，从而影响接收系统对有用信号的有效接收。可以在相关器和I路可调衰减器间引入数字控制器，通过实时检测抑制剩余信号的功率，并于预设值进行比较，若检测值小于预设值，即判断此时的I路可调衰减器控制量满足要求，继而锁定相关值；若检测的抑制剩余信号大于预设值，则释放相关值，由自泄漏信号抑制系统重新收敛，直到检测的抑制剩余信号小于预设值，锁定相关值。由于该控制方法可使相关值具有稳态恒值特性，所以可以实现自适应陷波器的零陷波带宽，当相关值振荡收敛时，还可以在其第一次超调前提前锁定相关值，显著减小系统的过渡过程，实现高速收敛。

如图2所示，零带宽自适应陷波器，包括耦合器1、移相器、相关器、控制器、I路可调衰减器、合成器、耦合器2、耦合器3。

耦合器1与发射通道相联，输出端与移相器相联。耦合器1从发射通道提取发射信号，用于自适应自泄漏信号抑制系统的发射泄漏信号重构和抵消。

移相器输入与耦合器1相联，对提取发射信号进行90度移相，形成两路正交输出信号，该两路正交输出信号分别与I路可调衰减器和I路相关器以及Q路可调衰减器和Q路相关器相联。

I路、Q路可调衰减器输入与移相器输出相联，输出与合成器相联。可调衰减器实现对输入发射信号的幅值调整，调整量由控制器输出控制。可调衰减器一般采用双极性电可调衰减器，对大功率应用有较高线性度要求时也可以选择高精度可控步进衰减器。

I路、Q路相关器的两个输入分别与移相器输出和耦合器3输出相联，其输出与控制器相联。相关器实现移相器输出的发射提取信号和发射泄漏信号抑制剩余信号之间的相关运算，并将运算的相关值送入控制器，进行锁定和释放控制。相关器由模拟乘法器、积分器组成。

模拟乘法器的两个输入分别与移相器输出和耦合器3的输出相联，输出与积分器输入相联。模拟乘法器实现发射提取信号与泄漏信号抵消剩余信号的相乘运算。由于发射提取信号与发射泄漏信号具有相同的频率成份，相乘运算后将产生直流量和交流量，其中直流量即为相关器需要设法获取的相关值。模拟乘法器根据发射信号的频带可采用MC1954L、AD834、AD835等芯片。

积分器输入与模拟乘法器输出相联，输出与控制器相联。积分器用于滤除模拟乘法器输出的交流量，保留直流量，即保留相关值。积分器可采用OP77等芯片。

控制器输入与两路相关器输出及耦合器3输出相联，输出与I路可调衰减器相联。控制器对耦合器3输出的泄漏信号抵消剩余信号进行功率检测，并与预设值比较，若检测功率小于预设值，控制器对两路相关器输入的相关值锁定，并采用该相关值持续控制I路可调衰减器；若检测功率大于预设值，控制器将两路相关器输入的相关值直接用于控制I路可调衰减器，并继续进行功率检测。控制器可选用C6000系列高速DSP，为保证足够的采样精度，可外置高精度AD。

合成器输入与I路、Q路可调衰减器输出相联，输出与耦合器2相联。合成器实现可调衰减器输出信号的合成，用于抑制接收通道的发射泄漏信号。

耦合器2输入与合成器相联，输出与接收通道相联。耦合器2实现合成信号与接收通道的发射泄漏信号的抵消。

耦合器3的输入与接收通道相联，输出与两路相关器的乘法器相联。耦合器3用于接收通道发射泄漏信号抵消剩余信号的提取，并将提取信号送入乘法器与移相器输入端的发射提取信号相乘，该乘积将送入积分器，用于相关值的计算和输出。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。