一种双通道无盲区探测射频组件电路系统和方法与流程

本发明属于毫米波对空探测近炸引信，具体涉及一种双通道无盲区探测射频组件电路系统和方法。

背景技术：

1、射频组件电路是近炸引信中的重要的一个组成部分，采用毫米波线性调频模式近炸引信得到了广泛的使用。目前，在对地探测的近炸引信，通常使用体制为线性调频体制，采用的一收一发模式；在对空探测的近炸引信，主流采用的是激光体制或者脉冲多普勒体制，采用的则是两发两收模式，能够实现360°周视探测能力。近些年以来，采用脉冲多普勒和线性调频复合体制越来越得到广泛应用，但对空中目标进行探测，线性调制体制存在的工程化下的弊端。理论下线性调频体制不存在探测盲区，但工程化应用过程由于调制三角波的泄露，导致无法实现3m以内的目标。对比文件一《一种进程无盲区探测组件电路系统和方法》初步解决了低端盲区的探测问题，能够实现3m以内目标识别，其目标的雷达反射面积为rcs＝1m2。但是其在空间结构和布局，天线的优化，以及双通道隔离度方面还存在问题，导致目标识别的精度不够高。

技术实现思路

1、为了减少收发之间干扰，增加电路自身的隔离度，射频接受机采用独立双混频模式，采用独立墙体设计，减少接受信号相互之间干扰，使其解调后的中频信号具有更好的信噪比，从而实现360°周视、近程2m以内无盲区目标识别，2m以上精准测距探测，本发明提出了一种双通道无盲区探测射频组件电路系统和方法。

2、实现本发明目的之一的一种双通道无盲区探测射频组件电路系统，包括：第一接收电路、第二接收电路、第一发射电路、第二发射电路、混频电路、第一中频滤波与增益电路、第二中频滤波与增益电路和本振合成电路；

3、所述第一接收电路和第二接收电路均用于对天线接收到的射频回波信号进行放大和噪声抑制，所述第一发射电路和第二发射电路均用于对待发射的射频带宽信号进行放大和滤波；

4、所述本振合成电路用于产生射频带宽信号，分别输送至发射电路和混频电路；其利用锁相环产生三角波提供vco，再通过倍频器产生射频带宽信号；

5、所述混频电路从收到的射频回波信号与本振合成电路产生的射频带宽信号中解调出中频信号，并分别输送至第一中频滤波与增益电路和第二频滤波与增益电路；

6、所述第一中频滤波与增益电路、第二中频滤波与增益电路对两组混频电路输出的中频信号进行滤波、放大。

7、上述系统中，所述接收电路包括第一接收天线，所述第二接收电路包括第二接收天线；所述第一发射电路包括第一发射天线，所述第二发射电路包括第二发射天线；第一接收天线和第二接收天线相隔180°安装；第一发射天线采用相隔180°安装；第一接收天线与第一发射天线、第二发射天线均相隔90°；第二接收天线与第一发射天线、第二发射天线均相隔90°。即两组发射天线采用相隔180°安装；发射天线与接收天线均相隔90°，四组天线实现360°周视探测。

8、上述系统中，所述混频电路包括第一混频器电路和第二混频器电路，所述第一混频器电路用于对第一接收电路输出的射频回波信号和本振合成电路产生的射频带宽信号进行解调，得到第一路中频信号；所述第二混频器电路用于对第二接收电路输出的射频回波信号和本振合成电路产生的射频带宽信号进行解调，得到第二路中频信号。

9、进一步地，所述第一中频滤波与增益电路包括第一高通滤波电路、第一运放电路、第一低通滤波电路和第二运放电路；所述第一高通滤波电路的信号输入端连接混频电路中的第一混频电路的信号输出端，第一高通滤波电路的信号输出端连接第一运放电路的信号输入端，第一运放电路的信号输出端连接第一低通滤波电路的信号输入端；第一低通滤波电路的信号输出端连接第二运放电路的信号输入端，第二运放电路对输入的信号进行放大后最终输出。

10、更进一步地，所述第二中频滤波与增益电路包括第二高通滤波电路、第三运放电路、第二低通滤波电路和第四运放电路；所述第二高通滤波电路的信号输入端连接混频电路中的第二混频电路的信号输出端，第二高通滤波电路的信号输出端连接第三运放电路的信号输入端，第三运放电路的信号输出端连接第二低通滤波电路的信号输入端；第二低通滤波电路的信号输出端连接第四运放电路的信号输入端，第四运放电路对输入的信号进行放大后最终输出。

11、上述系统中，所述本振合成电路包括信号产生电路、vco电路和倍频器电路；

12、进一步地，所述信号产生电路用于产生捷变三角波信号；所述vco电路用于对压控振荡器通过外加捷变三角波信号后产生带宽信号；所述倍频器电路用于对vco电路产生的带宽信号进行倍频后产生射频带宽信号。

13、更进一步地，所述信号产生电路包括锁相环电路和微控制电路，微控制电路对锁相环电路进行软件编程，产生捷变三角波信号。

14、上述系统中，还包括功分电路，用于将本振合成电路输出的信号分成多路分别输出至第一接收电路、第二接收电路、第一发射电路和第二发射电路。

15、进一步地，所述功分电路包括第一功分电路、第二功分电路、第三功分电路；所述第一功分电路用于将本振合成电路输出的信号分成两一路，一路输出至第三功分电路，另一路输出至第二功分电路；所述第二功分电路用于将接收的信号分为两路，分别输出至第一发射电路和第二发射电路。

16、更进一步地，所述功分电路包括第三功分电路；所述第三功分电路用于将接收的信号分为两路，分别输出至混频电路的第一接收电路和第二接收电路。

17、上述系统中，所述第一接收电路包括第一低噪放电路，第一接收天线接收到的射频回波信号经第一低噪放电路的低噪声放大后输出至混频电路；所述第二接收电路包括第二低噪放电路，第二接收天线接收到的射频回波信号经第二低噪放电路的低噪声放大后输出至混频电路。

18、上述系统中，所述第一发射电路包括第一射频滤波电路和第一功放电路；第一功放电路将待发射的信号进行放大后输出到第一射频滤波电路，第一射频滤波电路对接收的信号进行带通滤波后输送至第一发射天线；所述第二发射电路包括第二射频滤波电路和第二功放电路；第二功放电路将待发射的信号进行放大后输出到第二射频滤波电路，第二射频滤波电路对接收的信号进行带通滤波后输送至第二发射天线。

19、实现本发明目的之二的一种应用于所述双通道无盲区探测射频组件电路系统的方法，包括如下步骤：

20、s1、将本振合成电路产生的射频带宽信号经过第一功分电路后分别输送至混频电路和第二功分电路；

21、s2、第二功分电路将输入的射频带宽信号分别输送至第一发射电路中的第一功放电路和第二发射电路中的第二功放电路；第一功放电路和第二功放电路对输入的信号进行放大后分别输送至第一射频滤波电路和第二射频滤波电路；第一射频滤波电路和第二射频滤波电路利用射频带通滤波器将信号输送至第一发射天线和第二发射天线后，将射频带宽信号辐射出去；

22、s3、所述射频带宽信号的回波信号分别被第一接收天线和第二接收天线所接收，并分别输送至第一低噪放电路和第二低噪放电路进行放大；放大后的回波信号分别输送至混频电路的第一混频器电路和第二混频器电路；

23、s4、混频电路中的第一混频器电路对射频回波信号和本振合成电路产生的射频带宽信号进行解调，得到第一路中频信号；混频电路中的第二混频器电路对射频回波信号和本振合成电路产生的射频带宽信号进行解调，得到第二路中频信号；

24、s5、将所述第一路中频信号输出至第一高通滤波电路进行高通滤波后经过第一运放电路放大后输出至第一低通滤波电路；第一低通滤波电路对输入信号进行低通滤波后输出至第二运放电路；第二运放电路对输入信号进行放大后最终输出；将所述第二路中频信号输出至第二高通滤波电路进行高通滤波后经过第三运放电路放大后输出至第二低通滤波电路；第二低通滤波电路对输入信号进行低通滤波后输出至第四运放电路；第四运放电路对输入信号进行放大后最终输出。

25、本发明的有益效果包括：

26、(1)本发明采用四组siw微带缝隙天线，其空间结构体积小，分别于两组接收支路和发射支路连接，相比较于其普通微带天线设计，其性能得到了巨大提升，使其天线的电压驻波比小于1.2，主波束角度为73°前倾设计，能够更好适应前倾探测；且主瓣增益大于15db，副瓣抑制大于20db。通收发交叉的安装反式，四组天线能够满足360°周视探测功能；

27、(2)本发明采用了两路单独接收支路，通过独立腔体设计保证其射频信号之间隔离度，尤其是混频器与接收支路采用独立腔体，利用不同的混频器对不同支路的回波信号进行解调，避免出现自激情况，减少了接收后的不同支路的回波信号之间的相互干扰，增加了射频链路之间的隔离度。从而减少了解调后的中频信号前端抑制效果，提高了中评前端信号的信噪比，能够探测的目标雷达反射面积rsc＝0.1m2；

28、(3)本发明采用了三组功分电路设计，将信号一分为二，其第一功分电路和第二功分电路均采用微带功分器设计，而第三功分电路则采用独立共分器件，其此功分器隔离度为40db，增加链路间的隔离度；

29、(4)本发明采用采用零中评模式，未采用线性搬移模式，当调制三角波周期为20khz，射频带宽信号为560mhz；0m～10m目标的中频信号的频率对应的为0mhz～1.5mhz，本方案采取了中频带宽为0.12mhz～1.5mhz，由于高通滤波器减少了0.3mhz前的抑制，使其2m以内信号能够被识别，2m以上能够被精准测距。实现近程无盲区探测功能。