本技术涉及射频信号接收,特别涉及一种双多基射频相参接收前端装置。
背景技术:
1、双多基信息探测设备是指发射机和接收机不在同一位置的信息探测设备。其工作原理是发射机照射目标,接收机检测和处理目标回波,通过求解发射机-目标-接收机三角形来确定目标参数。其优点是通过设置多部接收机,可以扩大探测范围,提高对目标的检测和跟踪能力;接收机本身不发射任何电磁波信号,隐蔽性强。
2、双多基信息探测设备的接收机在处理其检测到的目标回波时,必须与发射机实现信号相参,在此基础上,该接收机才能实现自身移动所产生的多普勒频移的对消,以及对目标移动参数的准确测量。
3、现有技术一般采用鉴频器对接收到的回波信号与本地信号的频率差异进行检测,通过反馈电路,调整谐振电路的参数,使其对回波信号的频率产生响应,从而实现接收机与发射机频率一致。但由于鉴频器通常是用分立元器件组成的谐振电路来实现的,其稳定性与可靠性较差,从而影响接收机与发射机之间的射频相参质量。
技术实现思路
1、本技术提供了一种双多基射频相参接收前端装置,可用于解决接收机与发射机之间的射频相参质量差的技术问题。
2、本技术提供一种双多基射频相参接收前端装置,所述双多基射频相参接收前端装置包括:第一前级变频电路、第一末级变频电路、一本振频率源、第二前级变频电路、第二末级变频电路、第一中频放大电路、第二中频放大电路、数字鉴相器、电压钳位电路、环路滤波器、压控振荡器、参考基准源;
3、其中,所述第一前级变频电路作为接收端目标回波信号的输入端,所述第一前级变频电路的另一输入端口与一本振频率源连接,输出端口与第一末级变频电路连接;所述第一末级变频电路的另一输入端口与压控振荡器连接,输出端口与第一中频放大电路连接;
4、所述第二前级变频电路作为接收端直达波信号的输入端,所述第二前级变频电路的另一输入端口与一本振频率源连接,输出端口与第二末级变频电路连接;所述第二末级变频电路的另一输入端口与压控振荡器连接,输出端口与第二中频放大电路、数字鉴相器、电压钳位电路、环路滤波器、压控振荡器依次连接,并且形成数字锁相环路;
5、所述参考基准源的两个输出端口分别与一本振频率源、数字鉴相器连接。
6、进一步地,第一前级变频电路用于将来自回波接收天线收到的目标回波信号进行放大变频至第一高中频信号,并对第一高中频信号进行滤波放大;
7、第一末级变频电路用于将来自第一前级变频电路输出的第一高中频信号进行放大变频至第一中频信号,并对二中频信号进行滤波放大;
8、一本振频率源用于将来自参考基准源的参考基准信号通过频率合成技术产生一本振信号,并将一本振信号功分两路后分别放大输出;
9、第二前级变频电路用于将来自直达波接收天线收到的直达波信号进行放大变频至第一高中频信号,并对第一高中频信号进行滤波放大;
10、第二末级变频电路用于将第二前级变频电路输出的第二高中频信号进行放大变频至第二中频信号,并对第二中频信号进行滤波放大;
11、第一中频放大电路用于将第一末级变频电路输出的第一中频信号进行放大;
12、第二中频放大电路用于将第二末级变频电路输出的第二中频信号进行放大;
13、数字鉴相器用于将参考基准源输出的参考基准信号与中频放大电路输出的第二中频信号进行分频鉴相,并输出鉴相电压;
14、电压钳位电路用于将数字鉴相器输出的鉴相电压进行电压钳位;
15、环路滤波器用于将电压钳位电路输出的钳位后的鉴相电压进行滤波;
16、压控振荡器用于接收环路滤波器输出的钳位、滤波后的鉴相电压,并基于电压的控制,输出二本振信号,二本振信号的频率随鉴相电压的变化而变化,变化规律呈单调关系;
17、参考基准源用于产生参考基准源信号。
18、进一步地,第一中频放大电路采用大动态真对数放大器。
19、进一步地,第二中频放大电路采用agc电路。
20、进一步地,数字锁相环路包括依次连接的第二末级变频电路、第二中频放大电路、数字鉴相器、电压钳位电路、环路滤波器、压控振荡器;
21、当数字锁相环路处于相位锁定稳态时,压控振荡器输出的二本振信号其中fref为参考基准源产生的参考基准信号,n、m分别为数字鉴相器的前置、后置分频比,为接收站设定的无多普勒频移接收中频信号频率;f0为发射站发射的目标探测信号,fd为接收站本身的多普勒频移信号;
22、当数字锁相环路处于相位锁定稳态时,依据压控振荡器输出的二本振信号化简第一中频信号fvco-(f0+fr-flo1),得第一中频信号为其中fd-fr为运动目标相对于接收站的多普勒频移信号,而为接收站设定的无多普勒频移接收中频信号频率fif,由此后端信号处理模块通过解算,得到运动目标相对于接收站的多普勒频移信号,即运动目标相对于接收站的相对速度。
23、进一步地,电压钳位电路包括第一分压电阻r1、第二分压电阻r2、第三分压电阻r3、第四分压电阻r4、第一限流电阻r5、第二限流电阻r6、第三限流电阻r7、反馈电阻、运算放大器a1,其中:
24、所述第一分压电阻r1一端与电源vcc相连,另一端与第二分压电阻r2相连,第二分压电阻r2的另一端与地gnd相连,用于在第一分压电阻和第二分压电阻的相连节点产生电压信号v1;
25、所述第三分压电阻r3一端与电源vcc相连,另一端与第四分压电阻r4相连,第三分压电阻r3的另一端与地gnd相连,用于第三分压电阻r3和第四分压电阻r4的相连节点产生电压信号v2;
26、所述第一限流电阻r5的一端与反馈电阻相连,另一端与地gnd相连;
27、所述第二限流电阻r6的一端与第一分压电阻和第二分压电阻的相连节点相连,另一端与运算放大器的正输入端相连,其作用是将电压信号v1接入运算放大器的正输入端;
28、所述第三限流电阻r7的一端为压控电压vt的输入端,另一端与运算放大器a1的正输入端相连,用于将压控电压信号vt接入运算放大器的正输入端;
29、所述反馈电阻的一端与运算放大器负输入端相连,另一端运算放大器的输出端相连,用于将运算放大器的输出信号接入运算放大器负输入端;
30、所述运算放大器的加电端与第三分压电阻r3和第四分压电阻r4的相连节点相连,用于将电压信号v2接入运算放大器,作为运算放大器的供电电压,运算放大器的正输入端与第二限流电阻r6及第三限流电阻r7相连,负输入端和输出端与反馈电阻相连,形成负反馈电路
31、本发明与现有技术相比,其显著优点为:
32、(1)采用由数字鉴相器、混频器构成的混频锁相电路,实现双多基信息探测设备的接收机与发射机的射频相参,其电路简单,稳定性高,可靠性高;
33、(2)基于电压钳位技术的快速锁相电路改进了环路滤波器性能,缩短了射频相参稳定时间;
34、(3)采用真对数放大电路和agc(自动增益控制)电路对接收到的回波信号进行放大,提高了接收通道的动态范围,降低了噪声对检测信号的影响。
35、下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。
1.一种双多基射频相参接收前端装置,其特征在于,所述双多基射频相参接收前端装置包括:第一前级变频电路、第一末级变频电路、一本振频率源、第二前级变频电路、第二末级变频电路、第一中频放大电路、第二中频放大电路、数字鉴相器、电压钳位电路、环路滤波器、压控振荡器、参考基准源;
2.如权利要求1所述的双多基射频相参接收前端装置,其特征在于,
3.如权利要求1所述的双多基射频相参接收前端装置,其特征在于,第一中频放大电路采用大动态真对数放大器。
4.如权利要求1所述的双多基射频相参接收前端装置,其特征在于,第二中频放大电路采用agc电路。
5.如权利要求1所述的双多基射频相参接收前端装置,其特征在于,数字锁相环路包括依次连接的第二末级变频电路、第二中频放大电路、数字鉴相器、电压钳位电路、环路滤波器、压控振荡器;
6.如权利要求1所述的双多基射频相参接收前端装置,其特征在于,电压钳位电路包括第一分压电阻r1、第二分压电阻r2、第三分压电阻r3、第四分压电阻r4、第一限流电阻r5、第二限流电阻r6、第三限流电阻r7、反馈电阻、运算放大器a1,其中: