射頻仿真系統校準接收裝置及射頻仿真系統校準接收方法
2023-04-30 11:52:46
專利名稱：射頻仿真系統校準接收裝置及射頻仿真系統校準接收方法
技術領域：
本發明是一種無線信號校準接收裝置，尤其涉及一種在射頻仿真系統中應用的校準接收裝置，同時涉及一種應用該校準接收裝置接收信號的方法。
背景技術：
射頻仿真技術可以通過低成本的半實物仿真手段，採用被動、半主動、主動等多種方式對飛彈運行過程中的追蹤目標進行模擬；同時它還可以模擬自然環境中的各種雜波類型，以及幹擾、多目標、閃爍等現象。這種模擬技術可以以較低的成本對飛彈導引系統的性能做出全面的評估。校準系統是射頻仿真系統的重要組成部分，它主要負責對射頻仿真系統中的微波饋電網絡和天線陣面上的輻射天線進行測量標定。校準系統中的核心裝置為校準接收機。 其工作原理與雷達接收機的工作原理十分相似。在雷達接收機的發展過程中，曾出現過超再生式接收機、晶體視頻接收機和調諧式接收機，然而自從超外差式接收機出現後，由於其靈敏度高和抗幹擾能力強，使得幾乎所有的雷達系統都採用了超外差式接收機。
發明內容
技術問題本發明要解決技術問題是提供一種用於射頻仿真系統的校準接收裝置，並涉及一種基於該校準接收裝置的射頻仿真系統的校準接收方法。技術方案為了解決上述的技術問題，本發明的射頻仿真系統校準接收裝置，包括至少兩個信號接收通道，每個信號接收通道都由微波天線、微波開關、參考信號、混頻器、中頻放大器組成；其中，在第一信號接收通道中，第一組寬帶接收天線即微波天線接收的信號和外界輸入的第一參考信號同時經過第一微波數控開關輸入第一混頻器，經過第一混頻器處理後經過第一窄帶放大器處理轉換為第一中頻信號輸出；在第二信號接收通道中，第二組寬帶接收天線接收的信號和外界輸入的第二參考信號同時經過第二微波數控開關輸入第二混頻器，經過第二混頻器處理後經過第二窄帶放大器處理轉換為第二中頻信號輸出；外界本振輸入信號經功率分配器分為兩路信號，分別經過第一、第二隔離器輸入第一、第二混頻器； 所述的第一中頻信號和第二中頻信號再進入中頻網絡分析儀，由其測出兩通道信號的相位差和幅度差。根據該相位差和幅度差即可進行射頻仿真系統的校準工作。更進一步地，所述的寬帶接收天線組中至少包括兩個作為接收天線的喇叭天線， 即第一寬帶接收天線組至少由第一喇叭天線和第二喇叭天線組成，第二寬帶接收天線組至少由第三喇叭天線和第四喇叭天線組成。其中，第一、第三喇叭天線處於水平方向上，第二、 第四喇叭天線處於垂直方向上，四個喇叭天線分別處於菱形的四個端點上，且可根據信號不同的頻段選用不同頻段的天線和極化方式。
所述微波數控開關用來選擇不同的天線和極化方式；所述混頻器將射頻信號下變頻至中頻信號；所述窄帶高增益放大器的增益一般要求大於70db。
在射頻仿真系統校準領域，校準接收裝置的主要作用之一是測量仿真系統模擬目標的視在角位置，在雷達系統中測角的方法可分為振幅法和相位法兩種。但是，振幅法測角系統較為複雜，且測角的精度遠遠低於相位法。另外在仿真系統實際使用中，陣面天線的方向圖各不相同，而振幅法測角不僅依賴於接收機天線的方向圖，還依賴於發射天線的方向圖，導致無法使用振幅法測角，在應用上有較多限制。而本發明採用相位法測角，利用多個天線所接收的雷達信號之間的相位差進行測角。
設校準接收機的四個接收天線分別用A、B、C、D表示，分別處於一個菱形的四個端點上，這裡取水平方向上的A，B天線來說明接收機的相位法測角原理，豎直方向上C、D天線也是採用這個原理來測角。不同的是A，B用來測量目標的方位角，C、D用來測量目標的俯仰角。設天線A和天線B的間距為d，基線的中心點為0點，在遠場區方向上有一輻射源 (則到達接收校準接收機的目標反射波近似為平面波)，波束最大方向與天線A和B基線的法線偏角為α，則天線A距輻射源的距離&為
權利要求
1.一種射頻仿真系統校準接收裝置，其特徵在於，包括至少兩個信號接收通道，其中， 第一信號接收通道中，第一寬帶接收天線組接收的信號和外界輸入的第一參考信號同時經過第一微波數控開關輸入第一混頻器，經過第一混頻器處理後經過第一窄帶放大器處理轉換為第一中頻信號輸出；第二信號接收通道中，第二寬帶接收天線組接收的信號和外界輸入的第二參考信號同時經過第二微波數控開關輸入第二混頻器，經過第二混頻器處理後經過第二窄帶放大器處理轉換為第二中頻信號輸出；外界本振輸入信號經功率分配器分為兩路信號，分別經過第一、第二隔離器輸入第一、第二混頻器；所述的第一中頻信號和第二中頻信號再進入中頻網絡分析儀，由其測出兩通道信號的相位差和幅度差。
2.如權利要求1所述的射頻仿真系統校準接收裝置，其特徵在於，所述的第一、第二寬帶接收天線組中至少包括兩個天線。
3.如權利要求2所述的射頻仿真系統校準接收裝置，其特徵在於，第一寬帶接收天線組由第一接收天線和第二接收天線組成，第二寬帶接收天線組由第三接收天線和第四接收天線組成，其中，第一接收天線和第二接收天線在水平方向上設置，第三接收天線和第四接收天線在豎直方向上放置，第一接收天線、第二接收天線組成、第三接收天線和第四接收天線分別處在菱形的四個端點上。
4.如權利要求2或3所述的射頻仿真系統校準接收裝置，其特徵在於，所述的接收天線為用於接收陣面輻射射頻信號的寬帶接收天線。
5.一種基於權利要求1所述射頻仿真系統校準接收裝置的射頻仿真系統校準方法，其特徵在於，該方法包括下列步驟步驟一將天線陣面處的射頻信號源產生的射頻信號經功率分配器分配後，經由預埋的射頻電纜接入校準接收機，作為校準參考信號；步驟二 採集得到至少一組寬帶接收天線的信號與一組校準參考信號；步驟三分別將至少一組寬帶接收天線的信號與一組參考信號輸入網絡分析儀進行測量，測量得到兩路信號的幅度差和相位差；步驟四根據步驟三測量得到的幅度差和相位差，調節天線陣面背面的微波饋電網絡， 使得天線陣面上的天線陣列輻射出來的信號幅度和相位一致，此為校準過程；步驟五採集得到至少兩組寬帶接收天線的信號；步驟六分別將至少兩組寬帶接收天線的信號輸入網絡分析儀進行測量，測量得到兩路信號的幅度差和相位差；步驟七根據步驟六測量得到的相位差，對天線陣面上的模擬目標進行定位。
全文摘要
本發明公開了一種射頻仿真系統校準接收裝置，其包括至少兩個信號接收通道，每個信號接收通道都由微波天線、微波開關、參考信號、混頻器、中頻放大器組成。同時公開了一種基於該射頻仿真系統的校準接收方法，該方法先採集得到校準信號，然後再對寬帶接收天線的信號進行分析，最終實現對目標的定位。本發明的裝置和方法可應用於多頻段射頻仿真校準系統，不僅可用於釐米波仿真系統，也可以用於毫米波仿真系統，應用範圍廣泛；本發明具有高的靈敏度，大的動態範圍以及很強的抗幹擾能力；本發明所提出的方法簡單易行，由於接收的信號直接送入網絡分析儀進行測量，測量速度快，測量精度高。
文檔編號G01S3/46GK102545935SQ20111040661
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月8日 優先權日2011年12月8日
發明者朱根才, 王志德, 臧春華 申請人:南京航空航天大學