一种脉冲压缩弹载探测器射频前端的制作方法

1.本发明涉及弹载探测器领域，尤其涉及一种脉冲压缩弹载探测器射频前端。


背景技术：

2.随着数字化接收机、现代信号处理技术以及各种高速集成处理器件的应用，电子对抗设备能够准实时地对探测器信号进行分析处理和识别。这给弹载探测器抗干扰带来了严峻的挑战。线性调频与相位编码复合体制探测系统兼具了伪码调相和调频的优势，是一种抗干扰能力更强的探测系统。
3.而传统弹载探测器实现相位调制时，是对高频段信号进行相位编码，这导致探测器对移相器性能要求高，实现困难。例如中国空空导弹研究院的张红旗等人发表在航空兵器的论文“一种相位编码脉冲压缩v波段脉冲多普勒引信设计”(2021年第27卷第1期)，文中实现相位编码调制方法：中频信号经过四倍频到v波段，再通过两级高速单刀双掷开关实现0/π相位调制。还有南京理工大学周新刚、赵惠昌等人在宇航学报上发表的“伪码调相与线性调频复合调制引信”(2008年第29卷第3期)，同样是在高频段进行相位调制，对移相器高精度的实现有较大的困难。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种的脉冲压缩弹载探测器射频前端，该探测器降低了对移相器的性能的需求，实现了脉内线性调频与相位编码分时复合调制。
5.实现本发明目的的技术解决方案为：一种脉冲压缩弹载探测器射频前端，脉内线性调频与相位编码分时复合调制，采用两级上/下混频结构，对第一本振信号进行相位编码，中频信号与调相后的第一本振信号、第二本振信号进行两级上变频，得到脉内相位编码发射信号；
6.所述探测器射频前端包括第一本振信号源模块、第二本振信号源模块、中频信号源、两级上混频模块、两级下混频模块、移相器、环形器和天线；
7.中频信号源输出端与两级上混频模块连接，第一本振信号源模块两路输出端分别连接移相器和两级下混频模块，第二本振信号源模块两路输出端分别连接移两级上混频模块和两级下混频模块，移相器输出端连接两级上混频模块，天线通过环形器分别连接两级上混频与两级下混频，两级下混频输出回波中频信号输送给信号处理系统。
8.与现有技术相比，本发明的显著优点为：本发明公开的脉冲压缩弹载探测器射频前端通过两级变频，对第一本振信号进行相位调制，中频信号与调相后的第一本振信号、第二本振信号进行两级上变频，得到脉内相位调制发射信号；实现调相频率从高频段降低到低频段，降低了对移相器的性能要求。
附图说明
9.下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
10.图1是本发明复合多体制ka波段脉冲压缩雷达射频前端的模块组成示意图。
11.图2是本发明复合多体制ka波段脉冲压缩雷达射频前端系统框图。
具体实施方式
12.正如背景技术中所述，线性调频与相位编码复合体制探测系统兼具了伪码调相和调频的优势，是一种抗干扰能力更强的探测系统。传统探测器在高频段进行相位调制，对移相器的性能要求高，实现困难。因此，本发明公开的脉冲压缩弹载探测器射频前端通过两级变频，对第一本振信号进行相位调制，中频信号与调相后的第一本振信号、第二本振信号进行两级上变频，得到脉内相位调制发射信号。实现调相频率从高频段降低到低频段，降低了对移相器的性能要求。
13.结合图1、图2，脉冲压缩弹载探测器射频前端，包括：中频信号源、两级上混频模块、两级下混频模块、移相器、第一本振信号源模块、第二本振信号源模块、环形器、天线。脉内线性调频与相位编码分时复合调制，采用两级上/下混频结构，对第一本振信号进行相位编码，中频信号与调相后的第一本振信号、第二本振信号进行两级上变频，得到脉内相位编码发射信号。
14.所述中频信号源连接两级上混频模块，第一本振信号源模块输出两路信号分别连接移相器与两级下混频模块，移相器连接两级上混频模块，第二本振信号源模块输出两路信号分别连接两级上混频模块与两级下混频模块。两级上混频模块输出端连接环形器，环形器另外两个端口分别连接天线与两级下混频模块，两级下混频模块输出回波中频信号，并将之传输到信号处理系统。
15.当脉内线性调频时，所述中频信号源产生频率为f0±
δf的中频信号s0(t)，移相器移向量为0
°
，第一本振源模块产生频率为f1的第一本振信号s1(t)，f1为l波段或s波段。第二本振信号源模块产生频率为f2的第二本振信号s2(t)，信号s0(t)与s1(t)被两级上混频模块第一级上变频、滤波与功率放大处理，得到上变频信号s3(t)，s3(t)再与第二本振信号s2(t)被两级上混频模块第二级上变频、滤波与功率放大处理，得到发射信号s4(t)，经环形器传送给天线发射出去。接收信号时，天线将接收到回波信号通过环形器开关控制传输到两级下混频模块，回波信号经两级下混频模块混频、滤波、放大处理得到中频回波信号。
16.当脉内相位编码调制时，中频信号源产生频率为f0的中频信号s0(t)，移相器进行0/π相位调制，信号s1(t)经过移相器调制后产生s5(t)，中频信号s0(t)与信号s5(t)被两级上混频模块进行第一级上变频、滤波与功率放大处理，得到信号s6(t)，s6(t)再与第二本振信号s2(t)被两级上混频模块进行第二级上变频、滤波与功率放大处理，得到发射信号s7(t)。接收信号时，天线将接收到回波信号通过环形器开关控制传输到两级下混频模块，回波信号经两级下混频模块混频、滤波、放大处理得到中频回波信号。
17.进一步的，所述中频信号源是直接式数字频率合成器dds。
18.进一步的，所述第一本振信号源模块包括压控振荡器和功分器。压控振荡器输出频率为f1信号经功分器二等分，一路信号接移相器，另外一路信号连接两级下混频模块。
19.进一步的，所述第二本振信号源模块包括压控振荡器、四倍频器和功分器。压控振荡器输出频率为f2/4信号经四倍频器处理得到频率为f2信号，再经功分器二等分，分别接两级上混频模块和两级下混频模块。
(t)，信号s6(t)再与第二本振信号s2(t)被两级上混频模块进行第二级上变频、滤波与功率放大处理，得到频率为35.1ghz发射信号s7(t)。接收信号时，天线将接收到回波信号通过环形器开关控制传输到两级下混频模块，回波信号经两级下混频模块混频、滤波、放大处理得到中频回波信号。
31.所述中频信号源是直接式数字频率合成器dds。
32.所述第一本振信号源模块包括压控振荡器和功分器。压控振荡器输出频率为3ghz信号经功分器二等分，一路信号接移相器器，另外一路信号连接两级下混频模块。
33.所述第二本振信号源模块包括压控振荡器、四倍频器和功分器。压控振荡器输出频率为8ghz信号经四倍频器处理得到频率为32ghz信号，再经功分器二等分，分别接两级上混频模块和两级下混频模块。
34.所述两级上混频模块包括两个混频器(mix1、mix2)、两个带通滤波器(bpf1、bpf2)、两个功率放大器(pa1、pa2)。
35.所述两级下混频模块包括低噪声放大器lna、两个带通滤波器(bpf3、bpf4)、低通滤波器lpf，两个混频器(mix3、mix4)、功率放大器pa3。
36.所述的第一本振信号源模块与第二本振信号源模块中的功分器为威尔金斯功分器。
37.中频信号源产生的中频信号，移相器对第一本振3ghz信号进行相位调制，此两者信号经混频器mix1与滤波器bpf1上变频、滤波处理后得到频率为3.1ghz的信号，该信号经过功率放大器pa1放大，放大后的该信号与第二本振信号源模块产生的频率为32ghz的信号经过混频器mix2、滤波器bpf2与功率放大器pa2进行上变频、滤波放大处理得到频率为35.1ghz的发射信号。发射信号通过环形器的开关控制传输到天线，经天线发送出去。
38.收发天线将接收到的回波信号通过环形器开关控制，将回波信号传输到低噪声放大器，放大后的回波信号与第二本振信号源模块产生的频率为32ghz本振信号经过混频器mix3进行第一级下变频，下变频得到的信号先后经过带通滤波器bpf3与功率放大器pa3，功率放大器pa3输出频率为3.1ghz回波信号与3ghz本振信号经过混频器mix4进行二次下变频，混频器mix4输出信号经过低通滤波器lpf得到回波中频信号。
39.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。