LFM连续波雷达信道设计及关键技术研究

在单天线调频连续波雷达中，射频对消包括无源对消和自适应对消等。闭环自适应对消原理如图6所示，其原理是利用正交混频器把泄露信号矢量分解为两正交分量I和Q，经滤波放大以及其他视频处理后由矢量调制器合成与泄露信号等幅反相的对消矢量，并由耦合器耦合进接收单元对消泄露信号。闭环自适应对消技术的优点是对天线回波以及近距离干扰目标的反射回波都能起到一定对消效果。但当泄漏功率较大时，接收单元必须能承受建立稳态前的大输入功率，并且还要求接收单元线性工作电平范围高，同时对消矢量合成单元应能产生足够的对消信号输出功率。而且该方案较为复杂，技术难度较大，加工调试时间长，工程应用风险大。

本信道收发前端采用无源对消网络来实现系统对收发隔离度的要求。对消模块示意图见图7。对于E面T型头，进入其中的信号被功分两路，其中左边一路移相，右边一路移相零度。对于波导电桥，进入其中的信号，走直通路线的一路相移和走对角路线的一路移相相差90度。发射信号进入发射端E面T型头，左边一路和右边一路信号在进入天线端口处时总移相度数相同，两路信号同相，合成后经天线发射出去。而回波信号从天线端口经左右两个路线到达接收端时也是同相合成。左右两路发射信号经波导电桥耦合到接收端口时刚好反相，从而实现对消。
收发隔离仿真结果如图8所示，理论上隔离度能够达到42、43 dB。

无源对消网络采用全波导结构，没有有源器件，可以通过控制加工精度来确保收发隔离指标，并且在全温范围内，工作稳定性好。它的缺点是收发各损失3 dB，工作带宽比较窄，并且对天线反射回来的信号无法对消。

4 接收机SFC控制
回波信号强度随目标距离的增加而衰减，近距离目标的差拍信号强度比远距离目标的信号大的多，同时天线罩的反射也很大。近距离的强反射可能使接收机饱和或近距离目标的谱旁瓣将远距离目标的谱主瓣淹没。差拍信号的动态范围很大，超过信号处理能处理的动态范围。S FC(频率灵敏度控制)处理的频率特性须按特性设计，在近距离的目标对应的低频上提供大的衰减，而在远距离目标对应的高频上提供较小的衰减。通过动态压缩，滤除一些近端的大信号，将动态范围压缩，以满足信号处理的处理能力。SFC原理图见图9。

传递函数为：

SFC控制曲线如图10所示。视频放大部分采用两级放大。在满足带宽的前提下，两级增益可达80 dB。为保证系统有充足的裕值，可要求只达到系统合适数值的增益。

在后端加入一个低通滤波器，使超出差拍信号带宽外的高频信号完全滤除。高通、低通滤波器的组合保证了中频接收机带宽。低通滤波器仿真结果如图11所示。