CN108562878A - 一种雷达信号模拟器宽带捷变频测频方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种雷达信号模拟器宽带捷变频测频方法，包括以下步骤，步骤S01，频率第一次分频：根据雷达信号模拟器的实际频率范围选择分频器进行分频；步骤S02，解决分频器自激；步骤S03，频率第二次分频；步骤S04，宽带信号的均衡补偿；通过利用分频器的原理，把宽频带信号通过分频压缩到可以做数字信道化的中频范围，解决了分频后无自激信号在带内，使测频的结果准确，通过幅度的饱和压缩的方法可以实现更大的动态信号范围内的测频。

Description

一种雷达信号模拟器宽带捷变频测频方法

技术领域

本发明涉及一种雷达信号模拟器宽带捷变频测频方法，属于雷达信号处理领域。

背景技术

数字信道化接收机目前工作在中频的范围，频率一般比较低，对高频信号无法进行测频，所以频率第一次分频尤其重要，直接关系到信号的质量和能***的测频灵敏度，目前的雷达使用较多的信号多为脉冲信号，频率第一次分频的设计需要考虑对脉冲的设计，一般情况分频器用在连续波频率源里无自激信号，工作在脉冲的状态分频器件，分频后有一个自激信号和需要的真实信号在带内，干扰了测频的结果；另外频率第一次分频中，因为分频器的动态较小，对信号的幅度的饱和压缩较小。

现有技术，目前采用的模拟信道化测频技术，存在体积大，重量重，频率误差大约为250MHz。

发明内容

为解决现有技术问题，本发明公开一种雷达信号模拟器宽带捷变频测频方法，根据雷达信号模拟器的实际频率范围选择分频器进行多次分频，在分频器信号输入端口加一个对地的电阻，解决分频器的自激信号。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种雷达信号模拟器宽带捷变频测频方法，包括以下步骤，

步骤S01，频率第一次分频：根据雷达信号模拟器的实际频率范围选择分频器进行分频；

(101)、根据需要测试的射频频率的范围来确定分频比，建立分频放大滤波模块；

(102)、根据需要测试的射频频率的信号为连续波或者脉冲波确定分频器件的类型，对于雷达信号选择有源模拟分频器；

(103)、频率第一次分频采取对信号的幅度进行饱和压缩，对待测试的信号进行放大，选择低噪声系数的放大器，增益的选择和待测试的信号的动态范围相同；

(104)基于分频速度响应规则分频：根据雷达信号捷变时间的要求，选择的分频器频率转换时间；

步骤S02，解决分频器自激，具体包括以下步骤：

(201)、基于阻抗匹配的原理，通过输入输出信号匹配的原则，建立模型进行仿真；

(202)、根据仿真得到分频器的频率为8～18GHz，分频器信号输入端口加一个对地电阻；

(203)、微调电阻的大小根据分频后信号的平坦度来确定；

(204)除8～18GHz以外的其他频段的对地电阻重新建立模型进行仿真；

步骤S03，频率第二次分频：

(301)根据需要测试的射频频率的范围来确定分频比，待测频率为2～40GHz第二次分频选择四分频器；

(302)根据第一次分频得到的信号的平坦度，选择相应均衡度的均衡器，均衡器前后加固定衰减器；

(303)根据第一次分频得到的信号的谐波指标，确定滤波器的带外抑制指标，选择低通滤波器来选择滤除信号的谐波，选择高通滤波器滤除带外信号低端的影响；

(304)如果限于中频信号的处理的能力，需要得到更低的中频信号，继续频率第三次分频，选择分频比得到需要的中频频率，并进行均衡和滤波处理；

步骤S04，宽带信号的均衡补偿，具体包括：

(401)选择无源均衡器来均衡信号的平坦度；

(402)采用增益为正斜率的方法器补偿高频信号的损耗；

(403)均衡器和放大器件在信号带外进行抑制度。

较优地，步骤(101)具体包括：待测频率为2～8GHz第一次分频选择二分频器，待测频率为8～18GHz第一次分频选择四分频器，待测频率为18～40GHz第一次分频选择八分频器。

较优地，对地电阻阻值为8.2k欧姆。

较优地，通过分频放大滤波模块把8GHz～18GHz转换为500MHz～1125MHz，分频放大滤波模块包括第一次分频、第二次分频和宽带信号均衡补偿。

较优地，分频放大滤波模块还包括第三次分频，第三次分频设置在第二次分频和宽带信号均衡补偿之间。

较优地，每次分频后对信号进行滤波处理，滤波器的指标根据选用的分频器决定。。

本发明的有益效果包括：

本申请的有益效果包括：

本发明公开一种雷达信号模拟器宽带捷变频测频方法，通过利用分频器的原理，把宽频带信号通过分频压缩到可以做数字信道化的中频范围，解决了分频后无自激信号在带内，使测频的结果准确，通过幅度的饱和压缩的方法可以实现更大的动态信号范围内的测频，通过本申请的技术方案，提高了测频误差，误差为4MHz，体积和重量上实现了小型化，产品的品质提高了一个层次，从经济效益看，生产调试简单，产品指标一致性好，有效节约了成本。

附图说明

图1为本申请分频放大滤波模块结构示意图；

图2为分频电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

为了使本发明的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效，且为了使该评价方法易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

如图1所示，一种雷达信号模拟器宽带捷变频测频方法，包括以下步骤，

步骤S01，频率第一次分频：根据雷达信号模拟器的实际频率范围选择分频器进行分频；

(101)、根据需要测试的射频频率的范围来确定分频比，建立分频放大滤波模块：待测频率为2～8GHz第一次分频选择二分频器，待测频率为8～18GHz第一次分频选择四分频器，待测频率为18～40GHz第一次分频选择八分频器；

通过分频放大滤波模块把8GHz～18GHz转换为500MHz～1125MHz，如图1所示，分频放大滤波模块包括第一次分频、第二次分频和宽带信号均衡补偿。分频电路原理图如图2所示。

分频放大滤波模块还包括第三次分频，第三次分频设置在第二次分频和宽带信号均衡补偿之间。因为第一次分频一般很难把高频信号分频到需要的中频信号，所以需要频率第二次分频，需要考虑重点是信号的分频后带内谐波大小，如果频率很高，通过两次分频设计也没有达到需要的中频，可以继续频率第三次分频，选择合适的分频比得到需要的中频频率。

(102)、根据需要测试的射频频率的信号为连续波或者脉冲波确定分频器件的类型，对于雷达信号选择有源模拟分频器；

(103)、频率第一次分频采取对信号的幅度进行饱和压缩，对待测试的信号进行放大，选择低噪声系数的放大器，增益的选择和待测试的信号的动态范围相同，即第一次分频采用的分频器的动态范围为3～5dB；

(104)基于分频速度响应规则分频：根据雷达信号捷变时间的要求，选择的分频器频率转换时间为50ns，可以满足雷达信号宽带捷变频跳频时间100ns的要求。

步骤S02，解决分频器自激，具体包括以下步骤：

(201)、基于阻抗匹配的原理，通过50欧姆输入输出信号匹配的原则，用3D电磁场仿真软件如HFSS建立模型进行仿真；

(202)、根据仿真得到在频率8～18GHz的分频器，分频器信号输入端口加一个对地电阻，对地电阻阻值为8.2k欧姆；对地电阻阻值关系带内信号底噪的平坦度；本实施例测试得到在无信号输入时无自激信号，这样可以把8GHz～18GHz四分频得到2GHz～4.25GHz的信号，然后加2GHz～4.25GHz的砷化镓滤波器，通过2GHz的高通和4.25GHz的低通来实现，单个滤波器体积只有2mm*2mm。

(203)、微调电阻的大小根据分频后信号的平坦度来确定，结合仿真结果微调范围在±0.1k欧姆；

(204)除8～18GHz以外的其他频段的对地电阻重新用3D电磁场仿真软件如HFSS建立模型进行仿真。

步骤S03，频率第二次分频，具体包括：

(301)根据需要测试的射频频率的范围来确定分频比，待测频率为2～40GHz第二次分频选择四分频器；

(302)根据第一次分频得到的信号的平坦度为5dB，所以选择均衡度5dB均衡器，均衡器前后加3dB的固定衰减器；

(303)根据发第一次分频得到的信号的谐波指标为-30dBc，确定滤波器的带外300MHz抑制30dBc指标，选择低通滤波器来选择滤除信号的谐波，选择高通滤波器滤除带外信号低端的影响；

(304)如果限于中频信号的处理的能力，需要得到更低的中频信号，继续频率第三次分频，选择分频比得到需要的中频频率，并进行均衡和滤波处理。

如图2所示，本实施例第一次分频得到2GHz～4.25GHz的信号，进行第二次分频，采用了HITTITE公司的HMC493型号的四分频器，这样可以把2GHz～4.25GHz四分频得到500MHz～1125MHz的信号，然后加500MHz～1125MHz的LC滤波器，这里可以不处理分频器的自激信号，自激信号的频率在3GHz～4GHz之间，500MHz～1125MHz滤波器可以滤除自激信号，对500MHz～1125MHz的带内信号测频没有影响，当然也可以像第一次分频滤波电路设计中那样设计分频器电路，把自激信号消除。

步骤S04，宽带信号的均衡补偿，具体包括：

(401)选择无源均衡器来均衡信号的平坦度；通过无源的均衡器来均衡信号的平坦度，也可以采用增益为正斜率的方法器来补偿高频信号的损耗大的问题；带外的杂散信号直接影响数字信道化接收机侧频结果。因为带内的信号的平坦度影响测频信号的动态范围和信号质量，需要对信号进行均衡设计，需要分频的信号的频带较宽，第一次分频前的幅度的饱和压缩让信号平坦度恶化很多，可以无源的均衡器来均衡信号的平坦度，也可以采用增益为正斜率的方法器来补偿高频信号的损耗大的问题；带外的杂散信号直接影响数字信道化接收机侧频结果，需要在每次分频后对信号滤波处理，具体滤波器的指标根据选用的分频器来决定。

(402)采用增益为正斜率的方法器补偿高频信号的损耗；

(403)均衡器和放大器件在信号带外进行抑制度。

每次分频后对信号进行滤波处理，滤波器的指标根据选用的分频器决定。

如图2所示，本实施例实现了8GHz～18GHz变到500MHz～1125MHz，把频率扩展到1GHz～18GHz，把1GHz～18GHz频率16分频得到到62.5MHz～1125MHz，然后再经过数字信道化接收机，实现频率扩展。

本实施例的电源和结构布局为：(1)采用标准的CPCI插板；(2)对分频放大滤波模块的供电单独处理，先线性稳压再滤波；(3)对于易受到干扰或则产生干扰的信号线，蔽套设置腔体走线槽；(4)安装散热装置。

本领域内的技术人员可以对本发明进行改动或变型的设计但不脱离本发明的思想和范围。因此，如果本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同的技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种雷达信号模拟器宽带捷变频测频方法，其特征在于，包括以下步骤，

步骤S01，频率第一次分频：根据雷达信号模拟器的实际频率范围选择分频器进行分频；

(101)、根据需要测试的射频频率的范围来确定分频比，建立分频放大滤波模块；

(102)、根据需要测试的射频频率的信号为连续波或者脉冲波确定分频器件的类型，对于雷达信号选择有源模拟分频器；

(103)、频率第一次分频采取对信号的幅度进行饱和压缩，对待测试的信号进行放大，选择低噪声系数放大器，增益的选择和待测试的信号的动态范围相同；

(104)基于分频速度响应规则分频：根据雷达信号捷变时间的要求，选择的分频器频率转换时间；

步骤S02，解决分频器自激，具体包括以下步骤：

(201)、基于阻抗匹配的原理，通过输入输出信号匹配的原则，建立模型进行仿真；

(202)、根据仿真得到分频器的频率为8～18GHz，分频器信号输入端口加一个对地电阻；

(203)、微调电阻的大小根据分频后信号的平坦度来确定；

(204)对除8～18GHz以外的其他频段的对地电阻重新建立模型进行仿真；

步骤S03，频率第二次分频：

(301)根据需要测试的射频频率的范围来确定分频比，待测频率为2～40GHz第二次分频选择四分频器；

(302)根据第一次分频得到的信号的平坦度，选择相应均衡度的均衡器，均衡器前后加固定衰减器；

(303)根据第一次分频得到的信号的谐波指标，确定滤波器的带外抑制指标，选择低通滤波器来选择滤除信号的谐波，选择高通滤波器滤除带外信号低端的影响；

(304)如果限于中频信号的处理的能力，需要得到更低的中频信号，继续频率第三次分频，选择分频比得到需要的中频频率，并进行均衡和滤波处理；

步骤S04，宽带信号的均衡补偿，具体包括：

(401)选择无源均衡器来均衡信号的平坦度；

(402)采用增益为正斜率的方法器补偿高频信号的损耗；

(403)均衡器和放大器件在信号带外进行抑制度。

2.根据权利要求1所述的一种雷达信号模拟器宽带捷变频测频方法，其特征在于，

步骤(101)具体包括：待测频率为2～8GHz第一次分频选择二分频器，待测频率为8～18GHz第一次分频选择四分频器，待测频率为18～40GHz第一次分频选择八分频器。

3.根据权利要求1所述的一种雷达信号模拟器宽带捷变频测频方法，其特征在于，所述对地电阻阻值为8.2k欧姆。

4.根据权利要求1所述的一种雷达信号模拟器宽带捷变频测频方法，其特征在于，通过分频放大滤波模块把8GHz～18GHz转换为500MHz～1125MHz，分频放大滤波模块包括第一次分频、第二次分频和宽带信号均衡补偿。

5.根据权利要求4所述的一种雷达信号模拟器宽带捷变频测频方法，其特征在于，

分频放大滤波模块还包括第三次分频，第三次分频设置在第二次分频和宽带信号均衡补偿之间。

6.根据权利要求1所述的一种雷达信号模拟器宽带捷变频测频方法，其特征在于，每次分频后对信号进行滤波处理，滤波器的指标根据选用的分频器决定。