LFM連續波雷達信道設計及關鍵技術研究
3 收發隔離度控制
本系統采用單天線進行發射和接收,發射功率泄漏到接收通道的問題不可避免。如果收發隔離度不夠高,發射泄漏的信號將使接收機的動態范圍增加,要求接收機的低噪聲放大器在較大信號輸入時不能飽和。由于發射泄漏功率的存在,其噪聲邊帶將使接收機的靈敏度下降。同時波導壁、微波器件等機械震動在泄漏信號上產生調頻邊帶,形成虛假的多普勒信號導致誤判。因此,將發射功率泄露至接收通道的信號對消對提高系統性能起到關鍵作用。傳統采用環行器作為收發雙工,而環行器的收發隔離度只有20~25 dB,無法滿足系統要求。本文引用地址:http://www.104case.com/article/154087.htm
在單天線調頻連續波雷達中,射頻對消包括無源對消和自適應對消等。閉環自適應對消原理如圖6所示,其原理是利用正交混頻器把泄露信號矢量分解為兩正交分量I和Q,經濾波放大以及其他視頻處理后由矢量調制器合成與泄露信號等幅反相的對消矢量,并由耦合器耦合進接收單元對消泄露信號。閉環自適應對消技術的優點是對天線回波以及近距離干擾目標的反射回波都能起到一定對消效果。但當泄漏功率較大時,接收單元必須能承受建立穩態前的大輸入功率,并且還要求接收單元線性工作電平范圍高,同時對消矢量合成單元應能產生足夠的對消信號輸出功率。而且該方案較為復雜,技術難度較大,加工調試時間長,工程應用風險大。
本信道收發前端采用無源對消網絡來實現系統對收發隔離度的要求。對消模塊示意圖見圖7。對于E面T型頭,進入其中的信號被功分兩路,其中左邊一路移相,右邊一路移相零度。對于波導電橋,進入其中的信號,走直通路線的一路相移和走對角路線的一路移相相差90度。發射信號進入發射端E面T型頭,左邊一路和右邊一路信號在進入天線端口處時總移相度數相同,兩路信號同相,合成后經天線發射出去。而回波信號從天線端口經左右兩個路線到達接收端時也是同相合成。左右兩路發射信號經波導電橋耦合到接收端口時剛好反相,從而實現對消。
收發隔離仿真結果如圖8所示,理論上隔離度能夠達到42、43 dB。
無源對消網絡采用全波導結構,沒有有源器件,可以通過控制加工精度來確保收發隔離指標,并且在全溫范圍內,工作穩定性好。它的缺點是收發各損失3 dB,工作帶寬比較窄,并且對天線反射回來的信號無法對消。
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