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連續(xù)波雷達(dá)直達(dá)波對(duì)消子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2013-04-24 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏


2 對(duì)消子系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 對(duì)消子系統(tǒng)模型分析
對(duì)消系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示,本振信號(hào)S0(t)通過(guò)相位調(diào)節(jié)電路和幅度調(diào)節(jié)電路產(chǎn)生對(duì)消估計(jì)信號(hào)S1(t),對(duì)消估計(jì)信號(hào)S1(t)和回波信號(hào)的直達(dá)波干擾信號(hào)Sr(t)進(jìn)行對(duì)消,檢波電路把功率檢測(cè)結(jié)果反饋給單片機(jī)控制電路,單片機(jī)控制程序根據(jù)檢波結(jié)果自動(dòng)調(diào)節(jié)相位和幅度
控制信號(hào),最終得到最佳的對(duì)消效果,對(duì)消輸出信號(hào)為Sout(t)進(jìn)入下一級(jí)信號(hào)處理單元。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/153516.htm

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程序控制算法對(duì)最優(yōu)搜索算法進(jìn)行簡(jiǎn)化,設(shè)定搜索步長(zhǎng),依次進(jìn)行單一變量調(diào)節(jié),達(dá)到最佳實(shí)際對(duì)消狀態(tài),程序持續(xù)輸出最佳的相位和最佳幅度控制信號(hào)。設(shè)定控制算法重復(fù)運(yùn)行限制條件,當(dāng)環(huán)境改變超過(guò)限定條件時(shí),控制程序自動(dòng)進(jìn)行下一次幅度和相位的最佳控制信號(hào)的搜索。
2.2 主要模塊硬件原理圖設(shè)計(jì)介紹
本振信號(hào)使用發(fā)射機(jī)提供的2.4 GHz連續(xù)波RF信號(hào),回波信號(hào)由接收機(jī)提供,兩者通過(guò)SMA接頭連接進(jìn)入對(duì)消子系統(tǒng)。程序控制處理模塊及外圍A/D,D/A轉(zhuǎn)換電路由STM32F103型基于ARM核心的微控制器和相應(yīng)的線性電壓放大器及外圍電路、接口匹配電路組成。對(duì)消子系統(tǒng)射頻模塊主要由射頻模擬移相器HMC928LP5E,射頻模擬衰減器MAX19790,HPP2F型3 dB無(wú)源耦合器,對(duì)數(shù)檢波器AD8313及各自的外圍電路組成,如圖4所示為對(duì)消射頻模塊的原理圖。

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綜合各個(gè)模塊的指標(biāo),該子系統(tǒng)的工作頻率為2.3~2.5 GHz,RF輸入最大功率為10 dBm,幅度連續(xù)調(diào)節(jié)范圍為40 dBm,相位連續(xù)調(diào)節(jié)范圍為450°。由于幅度和相位調(diào)節(jié)都是射頻連續(xù)調(diào)節(jié)模擬芯片,所以精度更高。

3 對(duì)消實(shí)驗(yàn)調(diào)試與分析
基于實(shí)際工作情況,為了方便操作,直接進(jìn)行單一頻率發(fā)射信號(hào)模塊和對(duì)消子系統(tǒng)組成實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)聯(lián)調(diào),發(fā)射信號(hào)通過(guò)一定的衰減,用來(lái)模擬回波信號(hào)中的直達(dá)波信號(hào),兩路信號(hào)接入對(duì)消子系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)消,對(duì)消前后的信號(hào)通過(guò)頻譜儀觀察。
首先在不連接對(duì)消模塊,用頻譜儀測(cè)得對(duì)消前模擬直達(dá)波信號(hào)的頻率和大小。再連接對(duì)消模塊,測(cè)得對(duì)消后的輸出信號(hào)的頻率和大小。圖5為對(duì)消前后的頻譜圖,對(duì)消前的信號(hào)大小為-15.05 dBm,對(duì)消后的信號(hào)大小為-62.59 dBm,頻率相同,此時(shí)對(duì)消比為47.54dB。對(duì)消后的信號(hào)非常接近噪聲信號(hào),測(cè)試過(guò)程中對(duì)消后的信號(hào)甚至可以淹沒(méi)在噪聲信號(hào)中。通過(guò)頻譜儀觀察對(duì)消實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明對(duì)消子系統(tǒng)能獲得較明顯的對(duì)消效果。

4 結(jié)語(yǔ)
本文根據(jù)的基本思想,分析了對(duì)消的基本數(shù)學(xué)原理和對(duì)消系統(tǒng)效果評(píng)價(jià)。結(jié)合對(duì)消子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊,用RF集成電路進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)。通過(guò)微處理器程序進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)消。最后進(jìn)行了2.4.GHz的RF信號(hào)對(duì)消測(cè)試實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了系統(tǒng)的有效性。

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