一种雷达收发实验系统

文档序号:1023466 发布日期:2020-10-27 浏览:12次 >En<

阅读说明:本技术 一种雷达收发实验系统 (Radar receiving and dispatching experiment system ) 是由 张云飞 于 2020-06-30 设计创作,主要内容包括:本发明公开一种雷达收发实验系统,属于雷达实验教学技术领域,解决了现有技术中模拟雷达的功能不够齐全的技术问题。一种雷达收发实验系统,包括本振信号源模块、发射机模块及接收机模块,所述本振信号源模块、发射机模块及接收机模块之间相互连接,所述本振信号源模块,用于生成连续波信号或者脉冲波信号,以及生成第一本振源信号和第二本振源信号,并将所述连续波信号或者脉冲波信号以及第一本振源信号和第二本振源信号传送至所述发射机模块,并将第一本振源信号和第二本振源信号传送至接收机模块。本发明所述的雷达收发实验系统,可实现较为齐全的雷达功能模拟。(The invention discloses a radar transceiving experimental system, belongs to the technical field of radar experiment teaching, and solves the technical problem that functions of a simulation radar in the prior art are not complete enough. A radar receiving and dispatching experiment system comprises a local oscillator signal source module, a transmitter module and a receiver module which are connected with each other, wherein the local oscillator signal source module is used for generating a continuous wave signal or a pulse wave signal, generating a first local oscillation source signal and a second local oscillation source signal, transmitting the continuous wave signal or the pulse wave signal, the first local oscillation source signal and the second local oscillation source signal to the transmitter module, and transmitting the first local oscillation source signal and the second local oscillation source signal to the receiver module. The radar transceiving experimental system can realize relatively complete radar function simulation.)

一种雷达收发实验系统

技术领域

本发明涉及雷达实验教学技术领域,尤其是涉及一种雷达收发实验系统。

背景技术

现有雷达教学系统往往将系统拆分为雷达接收机与雷达接收机两个部分,导致采购价格相对昂贵,且系统内部电路结构不对外展出,导致原理教学不够深刻,此外看,市面上的雷达教学系统的信号波形单一,缺少灵敏度时间增益控制、空间损耗模拟、检波及动目标检测等功能,只能对部分种类雷达进行模拟且模拟雷达的功能不够齐全。

发明内容

有鉴于此,本发明提供了一种雷达收发实验系统,解决现有技术中模拟雷达的功能不够齐全的技术问题。

本发明提供了一种雷达收发实验系统,包括本振信号源模块、发射机模块及接收机模块,所述本振信号源模块、发射机模块及接收机模块之间电相互连接;

所述本振信号源模块,用于生成连续波信号或者脉冲波信号,以及生成第一本振源信号和第二本振源信号,并将所述连续波信号或者脉冲波信号以及第一本振源信号和第二本振源信号传送至所述发射机模块,并将第一本振源信号和第二本振源信号传送至接收机模块;

所述发射机模块,用于对所述连续波信号或者脉冲波信号进行滤波和中频输出功率调整,得到调整后的信号,将所述调整后的信号与第一本振源信号混频,得到第一次混频信号,对所述第一次混频信号进行放大及滤波,将经过放大及滤波后的第一次混频信号与所述第二本振源信号进行混频、放大及滤波,得到雷达模拟信号;

所述接收机模块,用于对所述雷达模拟信号进行衰减、放大及滤波,将经过衰减、放大及滤波后的雷达模拟信号与第二本振源信号混,得到取差频信号,将所述取差频信号放大后再与第一本振源信号取差频,得到中频信号,所述中频信号进行对数检波和IQ混频。

进一步地,所述本振信号源模块包括雷达信号源单元、第一本振源单元、第二本振源单元及时钟源单元;

所述雷达信号源单元包括DDS信号源芯片U1,所述DDS信号源芯片U1,用于生成连续波信号或者脉冲波信号,所述连续波信号或者脉冲波信号经过DDS信号源芯片的IOUT2引脚传送至所述发射机模块;

所述第一本振源单元包括锁相环芯片U3,所述锁相环芯片U3,用于产生第一本振源信号,并将所述第一本振源信号通过所述锁相环芯片U3的RFoutA+引脚发送至所述发射机模块及接收机模块;

所述第二本振源单元包括锁相环芯片U5,所述锁相环芯片U5,用于产生第一本振源信号,并将所述第一本振源信号通过所述锁相环芯片U3的RFoutA+引脚发送至所述发射机模块及接收机模块;

所述时钟源单元,用于生成时钟源信号。

进一步地,所述发射机模块包括中频调理滤波单元,所述连续波信号或者脉冲波信号传送至中频调理滤波单元,所述中频调理滤波单元包括LC滤波电路及数控衰减器电路;

所述LC滤波电路包括电容C1-C5、C17、电感L2、L3、L9,所述电容C1的一端与电感L2的一端连接,所述电容C1的另一端接地,所述电感L2的另一端接电容C2、电容C4的一端,所述电容C2的另一端接地,所述电容C4的另一端接电感L9的一端,所述电感C9的另一端接电容C5、电感L1的一端,所述电感L1的另一端接地,所述电容C5的另一端与电感L3连接,所述电感L3与电容C17连接;

所述数控衰减器电路包括数字衰减器,所述数字衰减器用于将经过LC滤波电路滤波的连续波信号或者脉冲波信号进行中频输出功率调整。

进一步地,所述发射机模块还包括第一混频器单元,所述第一混频器单元分别与所述中频调理滤波单元、第一本振源单元连接,所述第一混频器单元包括混频器U10、电容C10、C20、C30、C40、C50、电感L10、L20及二极管D1,所述混频器U11的GND引脚接地,所述混频器U10的RF、IF引脚分别接电容C10、电容C20,所述混频器U10通过电容C30、电感L10接地,并通过C30接二极管D1的负极,所述二极管D1的正极分别接电容C40、电感L20的一端,所述电感L20的另一端通过电容C50接地。

进一步地,所述发射机模块还包括第一中频放大滤波单元,所述第一中频放大滤波单元与第一混频器单元连接,所述第一中频放大滤波单元包括放大器A1、电容C11、C21、C31、C41、C7、电阻R1、R2、电感L11、L21,所述放大器A1的输入端接电容C7,所述放大器A1的输出端接电感L11的一端,电感L11的另一端接电容C41的一端,所述电容C41的另一端接C31的一端,电阻R1、R2的串联后的一端接C31的另一端和电感L21的一端,电阻R1、R2的串联后的另一端接电感L11的另一端;所述电感L21的另一端通过电容C11接地,所述电容C21与电容C11并联。

进一步地,所述发射机模块还包括第二混频器单元和第一高频放大滤波单元,所述第二混频单元与第一混频单元的电路结构相同,所述第二混频单元分别与第一中频放大滤波单元、第二本振源单元连接,所述第一高频放大滤波单元与第二本振源单元连接,所述第一高频放大滤波单元包括放大器A12、A22、电容C12、C22、C32、C42、C72、C92、C102、电阻R12、R22、R72、R82、电感L12、L22、L32、L42;

所述放大器A12的输入端接电容C72,所述放大器A12的输出端接电感L12的一端,电感L12的另一端接电容C42的一端,所述电容C42的另一端接C32的一端,电阻R12、R22的串联后的一端接C32的另一端和电感L32的一端,电阻R12、R22的串联后的另一端接电感L12的另一端;所述电感L32的另一端通过电容C12接地,所述电容C21与电容C12并联;

所述放大器A22的输入端放大器A12的输出端,所述放大器A12的输出端接电感L22的一端,电感L22的另一端接电容C102的一端,所述电容C102的另一端接C92的一端,电阻R72、R82的串联后的一端接C92的另一端和电感L42的一端,电阻R72、R82的串联后的另一端接电感L22的另一端;所述电感L42的另一端通过电容C12接地。

进一步地,所述接收机模块包括模拟衰减器单元和第二高频放大滤波单元,所述第二高频放大滤波单元与第一高频放大滤波单元的电路结构相同;所述模拟衰减器单元包括数字衰减器U13、U23,所述数字衰减器U13的RFin引脚与第一高频放大滤波单元连接,所述数字衰减器U13的RFout引脚与所述数字衰减器U23的RFin引脚连接,所述数字衰减器U23的TFout引脚与第二高频放大滤波单元连接。

进一步地,所述接收机模块还包括STC单元、第一混频器单元、第二混频器单元、第一中频放大滤波单元及第二中频放大滤波单元,所述接收机模块的第一混频器单元、第二混频器单元、第一中频放大滤波单元分别与发射机模块中的第一混频器单元、第二混频器单元、第一中频放大滤波单元相同;

所述STC单元包括固定衰减器和可变衰减器,用于对第二高频放大滤波单元的输出信号进行动态衰减,所述STC单元的输出信号通过第一混频器单元与第二本振源信号混频,再由第一中频放大滤波单元取差频信号,然后再通过第二混频器单元与第一本振源信号混频,得到二次混频后的信号,二次混频后的信号传送至所述第二中频放大滤波单元,所述第二中频放大滤波单元包括放大器A14、A24及衰减器U14,所述放大器A14的输入端接二次混频后的信号,所述放大器A14的输出端接所述衰减器U14的RFin引脚,所述衰减器U14的RFout引脚接放大器A24的输入端,所述第二中频放大滤波单元输出两个中频信号。

进一步地,所述接收机模块还包括检波单元,所述检波单元包括对数放大器U4、运放U29A及运放U29GB,所述对数放大器U4的输入端接第二中频放大滤波单元的一个输出端,所述对数放大器U4的输出端接运放U29A及运放U29B的正向输入端,所述运放U29A及运放U29B的负向输入端接地,所述运放U29B输出经过检波后的信号。

进一步地,所述接收机模块还包括IQ混频单元,所述IQ混频单元包括90°移相功分器、混频器、视频放大器和滤波器,所述时钟源信号通过90°移相功分器变换为正交的时钟源信号,第二中频放大滤波单元输出的两个中频信号分别与正交的两路时钟源信号,经过所述混频器混频、滤波器滤波和视频放大器放大;

与现有技术相比,本发明的有益效果包括:通过本振信号源模块,生成连续波信号或者脉冲波信号,以及生成第一本振源信号和第二本振源信号,并将所述连续波信号或者脉冲波信号以及第一本振源信号和第二本振源信号传送至所述发射机模块,并将第一本振源信号和第二本振源信号传送至接收机模块;所述发射机模块,对所述连续波信号或者脉冲波信号进行滤波和中频输出功率调整,得到调整后的信号,将所述调整后的信号与第一本振源信号混频,得到第一次混频信号,对所述第一次混频信号进行放大及滤波,将经过放大及滤波后的第一次混频信号与所述第二本振源信号进行混频、放大及滤波,得到雷达模拟信号;所述接收机模块,对所述雷达模拟信号进行衰减、放大及滤波,将经过衰减、放大及滤波后的雷达模拟信号与第二本振源信号混,得到取差频信号,将所述取差频信号放大后再与第一本振源信号取差频,得到中频信号,中频信号进行对数检波和IQ混频;可实现较为齐全的雷达功能模拟。

附图说明

图1是本发明实施例所述的雷达收发实验系统的结构示意图;

图2是本发明实施例所述的雷达收发实验系统的详细结构示意图;

图3是本发明实施例所述的雷达信号源单元的电路原理图;

图4是本发明实施例所述的第一本振源单元的电路原理图;

图5是本发明实施例所述的第二本振源单元的电路原理图;

图6是本发明实施例所述的时钟源单元的电路原理图;

图7是本发明实施例所述的外部接口单元的电路原理图;

图8是本发明实施例所述的中频调理滤波单元的电路原理图;

图9是本发明实施例所述的第一混频器单元的电路原理图;

图10是本发明实施例所述的第一中频放大滤波单元的电路原理图;

图11是本发明实施例所述的第一高频放大滤波单元的电路原理图;

图12是本发明实施例所述的模拟衰减器单元的电路原理图;

图13是本发明实施例所述的静态STC曲线示意图;

图14是本发明实施例所述的第二中频放大滤波单元的电路原理图

图15是本发明实施例所述的检波单元的电路原理图;

图16是本发明实施例所述的IQ混频单元的电路原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种雷达收发实验系统,所述雷达收发实验系统的结构示意图,如图1所示,包括本振信号源模块、发射机模块及接收机模块,所述本振信号源模块、发射机模块及接收机模块之间相互电连接;

所述本振信号源模块10,用于生成连续波信号或者脉冲波信号,以及生成第一本振源信号和第二本振源信号,并将所述连续波信号或者脉冲波信号以及第一本振源信号和第二本振源信号传送至所述发射机模块,并将第一本振源信号和第二本振源信号传送至接收机模块;

所述发射机模块20,用于对所述连续波信号或者脉冲波信号进行滤波和中频输出功率调整,得到调整后的信号,将所述调整后的信号与第一本振源信号混频,得到第一次混频信号,对所述第一次混频信号进行放大及滤波,将经过放大及滤波后的第一次混频信号与所述第二本振源信号进行混频、放大及滤波,得到雷达模拟信号;

所述接收机模块30,用于对所述雷达模拟信号进行衰减、放大及滤波,将经过衰减、放大及滤波后的雷达模拟信号与第二本振源信号混,得到取差频信号,将所述取差频信号放大后再与第一本振源信号取差频,得到中频信号,所述中频信号进行对数检波和IQ混频。

一个具体实施例中,所述雷达收发实验系统的详细结构示意图,如图2所示,图2中IFin、IF1in、RFin等表示为输入端,IFout、IF1out、RFout等表示为输出端,其中TX混频一表示第一混频器单元,一中频放大滤波为第一中频放大滤波单元,TX混频二为第二混频器单元,依次类推;

优选的,所述本振信号源模块包括雷达信号源单元、第一本振源单元、第二本振源单元及时钟源单元;

所述雷达信号源单元包括DDS信号源芯片U1,所述DDS信号源芯片U1,用于生成连续波信号或者脉冲波信号,所述连续波信号或者脉冲波信号经过DDS信号源芯片的IOUT2引脚传送至所述发射机模块;

所述第一本振源单元包括锁相环芯片U3,所述锁相环芯片U3,用于产生第一本振源信号,并将所述第一本振源信号通过所述锁相环芯片U3的RFoutA+引脚发送至所述发射机模块及接收机模块;

所述第二本振源单元包括锁相环芯片U5,所述锁相环芯片U5,用于产生第一本振源信号,并将所述第一本振源信号通过所述锁相环芯片U3的RFoutA+引脚发送至所述发射机模块及接收机模块;

所述时钟源单元,用于生成时钟源信号;

一个具体实施例中,所述雷达信号源单元、第一本振源单元、第二本振源单元及时钟源单元的电路原理图,分别如图3-6所示,所述雷达收发实验系统还包括外部接口单元,所述外部接口单元的电路原理图,如图7所示;DDS信号源芯片为AD9854型号,锁相环芯片为ADF4351型号,图中的晶振为30MHz的晶振,可用STM32F103作为主控芯片,通过控制AD9854控制寄存器的0x1F的Mode0~Mode2位使其产生连续波(Mode 000)或脉冲波(Mode 011),配合STM32定时器控制0x1F的ACC2位产生频率100Hz~1KHz,脉宽1~500us的脉冲信号,设置AD9854的频率调谐字1和频率调谐字2可产生单频脉冲或线性调频脉冲信号,其中心频率设计在30MHz左右;第一本振源信号由锁相环芯片产生其频率固定为535MHz,第二本振源信号也由锁相环芯片产生其频率在1705~1905MHz;

优选的,所述发射机模块包括中频调理滤波单元,所述连续波信号或者脉冲波信号传送至中频调理滤波单元,所述中频调理滤波单元包括LC滤波电路及数控衰减器电路;

所述LC滤波电路包括电容C1-C5、C17、电感L2、L3、L9,所述电容C1的一端与电感L2的一端连接,所述电容C1的另一端接地,所述电感L2的另一端接电容C2、电容C4的一端,所述电容C2的另一端接地,所述电容C4的另一端接电感L9的一端,所述电感C9的另一端接电容C5、电感L1的一端,所述电感L1的另一端接地,所述电容C5的另一端与电感L3连接,所述电感L3与电容C17连接;所述数控衰减器电路包括数字衰减器,所述数字衰减器用于将经过LC滤波电路滤波的连续波信号或者脉冲波信号进行中频输出功率调整;

一个具体实施例中,所述中频调理滤波单元的电路原理图,如图8所示,雷达信号源信号经过中频调理滤波单元滤波、调整功率后输出;所述中频调理滤波单元包括LC滤波电路和数控衰减器电路,中频调理滤波单元中的带通滤波器用于抑制谐波,杂波等信号,优化信号质量,数字衰减器电路可以调整中频输出功率,最终调整发射功率;调整范围15dB,步进1dB;

优选的,所述发射机模块还包括第一混频器单元,所述第一混频器单元分别与所述中频调理滤波单元、第一本振源单元连接,所述第一混频器单元包括混频器U10、电容C10、C20、C30、C40、C50、电感L10、L20及二极管D1,所述混频器U11的GND引脚接地,所述混频器U10的RF、IF引脚分别接电容C10、电容C20,所述混频器U10通过电容C30、电感L10接地,并通过C30接二极管D1的负极,所述二极管D1的正极分别接电容C40、电感L20的一端,所述电感L20的另一端通过电容C50接地;

一个具体实施例中,所述第一混频器单元的电路原理图,如图9所示,混频TX混频,第一混频器单元将调理滤波后的信号与第一本振源信号混频,取其差频信号,为保证信号功率要求,所以由第一中频放大滤波单元对混频后的信号进行放大滤波;

优选的,所述发射机模块还包括第一中频放大滤波单元,所述第一中频放大滤波单元与第一混频器单元连接,所述第一中频放大滤波单元包括放大器A1、电容C11、C21、C31、C41、C7、电阻R1、R2、电感L11、L21,所述放大器A1的输入端接电容C7,所述放大器A1的输出端接电感L11的一端,电感L11的另一端接电容C41的一端,所述电容C41的另一端接C31的一端,电阻R1、R2的串联后的一端接C31的另一端和电感L21的一端,电阻R1、R2的串联后的另一端接电感L11的另一端;所述电感L21的另一端通过电容C11接地,所述电容C21与电容C11并联;

一个具体实施例中,第一中频放大滤波单元的电路原理图,如图10所示,第一中频放大滤波单元包括两个中频声表面波滤波器和一个放大器,单个滤波器带外抑制40dB,第一中频放大滤波单元的性能体现在系统镜像抑制指标上,同时滤波器需要抑制本振泄露信号;

优选的,所述发射机模块还包括第二混频器单元和第一高频放大滤波单元,所述第二混频单元与第一混频单元的电路结构相同,所述第二混频单元分别与第一中频放大滤波单元、第二本振源单元连接,所述第一高频放大滤波单元与第二本振源单元连接,所述第一高频放大滤波单元包括放大器A12、A22、电容C12、C22、C32、C42、C72、C92、C102、电阻R12、R22、R72、R82、电感L12、L22、L32、L42;

所述放大器A12的输入端接电容C72,所述放大器A12的输出端接电感L12的一端,电感L12的另一端接电容C42的一端,所述电容C42的另一端接C32的一端,电阻R12、R22的串联后的一端接C32的另一端和电感L32的一端,电阻R12、R22的串联后的另一端接电感L12的另一端;所述电感L32的另一端通过电容C12接地,所述电容C21与电容C12并联;

所述放大器A22的输入端放大器A12的输出端,所述放大器A12的输出端接电感L22的一端,电感L22的另一端接电容C102的一端,所述电容C102的另一端接C92的一端,电阻R72、R82的串联后的一端接C92的另一端和电感L42的一端,电阻R72、R82的串联后的另一端接电感L22的另一端;所述电感L42的另一端通过电容C12接地。

一个具体实施例中,第一次混频滤波后的信号频率在505MHz左右,再由第二混频器单元将中频信号505MHz与第二本振源信号混频,然后由第一高频放大滤波单元取差频信号(1200MHz~1400MHz);

第一高频放大滤波单元的电路原理图,如图11所示,第一高频放大滤波单元主要由两个放大器和一个滤波器组成,滤波器采用介质滤波器实现,滤波器主要抑制本振泄露信号,带外杂散,谐波等信号,第一高频放大滤波单元在真实雷达中实现大功率信号放大,一般几百瓦,上千瓦等,作为实验室原理教学,模拟发射功率为0.1W,级联放大器提高模块增益;

优选的,所述接收机模块包括模拟衰减器单元和第二高频放大滤波单元,所述第二高频放大滤波单元与第一高频放大滤波单元的电路结构相同;所述模拟衰减器单元包括数字衰减器U13、U23,所述数字衰减器U13的RFin引脚与第一高频放大滤波单元连接,所述数字衰减器U13的RFout引脚与所述数字衰减器U23的RFin引脚连接,所述数字衰减器U23的TFout引脚与第二高频放大滤波单元连接。

一个具体实施例中,所述模拟衰减器单元的电路原理图,如图12所示,内置固定衰减器和可变衰减器串联使用,衰减模块模拟雷达信号在空间传输时的损耗,根据传输距离公式:

LbS=32.45+20lgF(MHz)+20lgD(km)

可模拟60dB动态衰减范围,可以模拟0.1Km~100Km之间的衰减量程,经模拟衰减模块模拟空间损耗后信号由第二高频放大滤波单元进行放大、滤波;

第二高频放大滤波单元和第一高频放大滤波单元的电路电路结构一样,由低噪声放大器和介质滤波器组成;放大滤波后的信号由STC单元进行动态衰减,防止近程杂波干扰所引起的中频放大器过载;

优选的,所述接收机模块还包括STC单元、第一混频器单元、第二混频器单元、第一中频放大滤波单元及第二中频放大滤波单元,所述接收机模块的第一混频器单元、第二混频器单元、第一中频放大滤波单元分别与发射机模块中的第一混频器单元、第二混频器单元、第一中频放大滤波单元相同;

所述STC单元包括固定衰减器和可变衰减器,用于对第二高频放大滤波单元的输出信号进行动态衰减,所述STC单元的输出信号通过第一混频器单元与第二本振源信号混频,再由第一中频放大滤波单元取差频信号,然后再通过第二混频器单元与第一本振源信号混频,得到二次混频后的信号,二次混频后的信号传送至所述第二中频放大滤波单元,所述第二中频放大滤波单元包括放大器A14、A24及衰减器U14,所述放大器A14的输入端接二次混频后的信号,所述放大器A14的输出端接所述衰减器U14的RFin引脚,所述衰减器U14的RFout引脚接放大器A24的输入端,所述第二中频放大滤波单元输出两个中频信号。

一个具体实施例中,STC模块电路与模拟衰减电路一样,主要由固定衰减器和可变衰减器组成,本实施例采用的是静态STC,即根据空间衰减与传输距离的关系预先设置好一组静态STC曲线,静态STC曲线示意图,如图13所示;

经滤波功率调整后的信号通过第一混频单元与二本振源(信号)混频,再由第一中频放大滤波单元取差频信号,达到下变频的目的;

所述第一中频放大滤波单元滤波器的中心频率为535MHz;取差频信号放大后再与一本振源混频取差频即可得到30MHz中频信号;

第二中频放大滤波单元的电路原理图,如图14所示,第二中频放大滤波单元包括内置滤波器、放大器、功分器和数字衰减器等元件;作用是放大回波信号,抑制本振信号,数字衰减器是为了调节系统增益,增加接收机接收动态范围;第二中频放大滤波单元将第二混频器单元的和频信号滤除得到差频信号,并利用功分器将信号分为频率和功率相等的两路信号,一路用于对数检波,另一路用于IQ混频;

优选的,所述发射机模块还包括检波单元,所述检波单元包括对数放大器U4、运放U29A及运放U29GB,所述对数放大器U4的输入端接第二中频放大滤波单元的一个输出端,所述对数放大器U4的输出端接运放U29A及运放U29B的正向输入端,所述运放U29A及运放U29B的负向输入端接地,所述运放U29B输出经过检波后的信号。

一个具体实施例中,检波单元的电路原理图,如图15所示,检波单元主要由对数放大器(AD8310)和运放组成,AD8310一种高速电压输出型对数放大器,它可对DC到440MHz的频率范围进行解调,由于雷达发射脉冲的载波频率很高,很难直接测量其脉冲宽度、脉冲重复频率、占空比等参数,通常利用微波检波器对雷达发射信号进行检波,滤除其中的载波频率得到雷达发射信号包络;

优选的,所述发射机模块还包括IQ混频单元,所述IQ混频单元包括90°移相功分器、混频器、视频放大器和滤波器,所述时钟源信号通过90°移相功分器变换为正交的时钟源信号,第二中频放大滤波单元输出的两个中频信号分别与正交的两路时钟源信号,经过所述混频器混频、滤波器滤波和视频放大器放大;

一个具体实施例中,IQ混频单元的电路原理图,如图16所示,IQ混频单元包括90°移相功分器SCPQ-50、混频器U123、U121、视频放大器LMV358IDT和滤波器;接收机的中频输出信号通过J4输入由功分器分成两路信号,时钟源信号通过J3输入由90°移相功分器变换为正交的两路的两路时钟源信号,两路中频信号分别与正交的两路时钟源信号混频滤波再放大,即采用正交的I、Q通道正交检波器来检波;检波到的信号的频率即为多普勒频移;根据多普勒频移公式:

其中,VR为目标运动速度,C为电磁波在空间的传播速度,f0为雷达波发射频率,fd为多普勒频移;通过信号的频移量可计算出物体运动速度,IQ混频模块可用于模拟动目标检测;

需要说明的是,上述图中SMA为信号的输入端或输出端,本领域技术人员应当能够理解的是,在具体实施时元件参数,如电阻的阻值等均可由本领域技术人员实际需要进行设定并调整。

本发明公开了雷达收发实验系统,通过本振信号源模块,生成连续波信号或者脉冲波信号,以及生成第一本振源信号和第二本振源信号,并将所述连续波信号或者脉冲波信号以及第一本振源信号和第二本振源信号传送至所述发射机模块,并将第一本振源信号和第二本振源信号传送至接收机模块;所述发射机模块,对所述连续波信号或者脉冲波信号进行滤波和中频输出功率调整,得到调整后的信号,将所述调整后的信号与第一本振源信号混频,得到第一次混频信号,对所述第一次混频信号进行放大及滤波,将经过放大及滤波后的第一次混频信号与所述第二本振源信号进行混频、放大及滤波,得到雷达模拟信号;所述接收机模块,对所述雷达模拟信号进行衰减、放大及滤波,将经过衰减、放大及滤波后的雷达模拟信号与第二本振源信号混,得到取差频信号,将所述取差频信号放大后再与第一本振源信号取差频,得到中频信号,中频信号进行对数检波和IQ混频;可实现较为齐全的雷达功能模拟;可以实现模拟多种雷达信号波形,并具备灵敏度时间增益控制、空间损耗模拟、检波及动目标检测等功能;

本发明所述的技术方案将将雷达发射机与雷达接收机结合为一体降低成本,此外本发明还将硬件电路模块化,具有标准的输入输出接口,模块可插拔;减小了定做成本,方便维护;本发明中的各个模块、单元可以使用透明亚克力板做盖;透过盖板可直接观察电路结构,大大方便了原理教学。

以上所述本发明的具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形,均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

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