一种测距系统技术方案

本发明专利技术涉及测距领域，公开了一种测距系统，所述系统包括：信号发生模块、低通滤波模块、功率分配模块、功率放大模块、天线模块、低噪声放大模块、信号放大模块、混频模块、中频滤波模块以及信号转换模块，通过本测距系统，系统天线模块的发射接收一体化，系统集成程度高，可以使得测距系统物理空间非常小，隔离度高，测距精度高，抗干扰能力强。

A Ranging System

The invention relates to the field of ranging, and discloses a ranging system, which includes signal generation module, low pass filter module, power distribution module, power amplifier module, antenna module, low noise amplifier module, signal amplifier module, mixer module, intermediate frequency filter module and signal conversion module. Through the ranging system, the transmitting and receiving of the antenna module of the system are integrated. With high integration of the system, the physical space of the ranging system is very small, the isolation is high, the ranging accuracy is high, and the anti-interference ability is strong.

【技术实现步骤摘要】
一种测距系统
本专利技术涉及测距领域，尤其涉及一种测距系统。
技术介绍
现有技术中，测距应用的非常成熟，其中有近距离测距，远距离测距，例如：远距离的雷达测距，近距离的毫米波、红外以及激光测距。在现有的近距离测距中，很多选用脉冲波进行测距，由于脉冲波本身能量小，经反射回来的脉冲信号弱，使得脉冲波测距存在精度低的问题。线性调频连续波所蕴含的能量较高，所以现在很多都采用线性调频连续波进行测距，但是，使用线性调频连续波进行测距时，又存在天线收发的隔离度低，抗干扰性差的问题。现有技术中也有通过将测距系统中的天线发射部分与接收部分隔离开来，从而提高其隔离度，但是将发射部分与接收部分隔离开来，意味着测距系统的体积将增大很多，不能用于对空间有着严格限制的领域适用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的一种测距系统。本系统采用线性调频连续波作为测距介质，在天线发射时，对线性调频连续波进行移相馈电处理，使得其产生位差为90°的两路发射信号波，经反射后旋化反向，再进行移相馈电作用使其合成为接收信号波，从而可以准确计算出基波基波频率fb，从而精确计算出距离。一种测距系统，所述系统包括：信号发生模块、低通滤波模块、功率分配模块、功率放大模块、天线模块、低噪声放大模块、信号放大模块、混频模块、中频滤波模块以及信号转换模块，其中：所述信号发生模块，用于产生线性调频连续波信号；所述低通滤波模块，用于对所述信号发生模块产生的线性调频连续波信号进行高次谐波以及带外信号的抑制，滤除无用信号；所述功率分配模块，用于将所述低通滤波模块输入的信号分成大小相等，相位一致的第一路线性调频连续波信号以及第二路线性调频连续波信号；所述功率放大模块，用于对所述第一路线性调频连续波信号进行功率放大，使得功率强度满足预设的强度；所述天线模块，用于经所述功率放大模块放大的第一路线性调频连续波发射信号发射至空间，并接收返回信号；其中，所述天线模块包括：信号发射单元、信号接收单元、移相馈电单元以及信号处理单元，所述信号处理单元包括垂直设置的两个辐射组，所述移相馈电单元包括与所述信号发射单元连接的信号发射端口、与所述信号接收单元连接的信号接收端口以及与所述辐射组一一对应连接的多个连接端口；所述信号发射单元的发射信号经所述移相馈电单元作用后产生两路发射信号，且每路发射信号之间的相位差为90°，两路发射信号分别对应送至两个辐射组后辐射合成发射圆极化波；所述两个辐射组还用于接收与所述发射圆极化波的旋向相反的接收圆极化波，并分别对应感应出一路感应信号，且两路感应信号之间的相位差为90°，两路感应信号经所述移相馈电单元作用后在所述信号接收端口合成为返回信号并传送至所述信号接收单元；所述发射信号的发射频率为ft，所述返回信号包括噪信号以及返回信号，所述返回信号频率为fr，则基波频率为fb＝ft-fr；所述低噪声放大模块，用于对天线模块接收到的返回信号进行降噪处理，降低噪信号成份，从而提高信噪比，得到降噪信号；所述信号放大模块，用于接收功率分配模块分配的第二路线性调频连续波信号，对所述第二路线性调频连续波信号进行信号放大处理；所述混频模块，用于对经信号放大模块处理的第二路线性调频连续波信号以及经低噪声放大模块处理的降噪信号进行混频，得到混频信号；所述混频信号的扫频带宽fs，扫频时间为ts。所述中频滤波模块，用于滤除中频波段以外信号，得到中频波段信号；所述信号转换模块，用于对中频波段信号进行模拟数字信号的转换，根据D＝c*ts*fb/2fs，计算出距离D，输出距离信号结果。优选地，所述线性调频连续波的工作频段为L波段。优选地，所述低通滤波模块采用型号为LFCN-1700+、LFCN-1800+、LFCN-2000+以及LFCN-2250+中的一种。优选地，所述混频模块采用MCA1-24MH+或者SIM-43H+。优选地，所述移相馈电单元包括3dB电桥。优选地，所述辐射组包括第一辐射组和第二辐射组，所述第一辐射组和所述第二辐射组均包括两个辐射体，且所述第一辐射组的两个辐射体之间的中心连线与所述第二辐射组的两个辐射体之间的中心连线垂直。优选地，所述第一辐射组的辐射体和所述第二辐射组的辐射体在所述天线的横截面上沿所述天线的中心呈圆周阵列布置，且所述第一辐射组的辐射体和所述第二辐射组的辐射体依次相邻间隔设置。优选地，所述辐射体包括以一定夹角依次连接的径向贴片和轴向贴片，且相邻所述轴向贴片分别连接于所述径向贴片的相对的两侧边上。优选地，所述径向贴片包括依次首尾连接的第一侧边、第二侧边、第三侧边和第四侧边，所述第一侧边与所述第三侧边相对，所述第二侧边与所述第四侧边相对，所述第四侧边靠近所述天线的轴线设置，所述第二侧边远离所述线的轴线设置，所述第四侧边和所述第二侧边上均为锯齿状。在本技术方案中，本测距介质采用线性调频连续波，并对介质采用线性调频连续波进行低通滤波，然后将波进行功率分配，分配为大小相等，相位一致的两路波，其中的一路波传输至天线模块，移相馈电单元通过信号发射端口接收信号发射单元发出的发射信号后，将发射信号移相形成两路相位差为90°的等幅信号，并对应送至两个辐射组后辐射形成两路相互垂直且相位差90°的电磁场，且在空间合成形成左旋圆极化信号(或右旋圆极化信号)发射出去，此时由于两个辐射组在物理空间上相互垂直，因此，第一辐射组产生的电磁场耦合到第二辐射组上时，其耦合电磁场在信号接收端口形成的综合效果为零，从而实现了信号发射时信号发射端口与信号接收端口的隔离。另外，当接收到接收圆极化波时，接收圆极化波的旋向与发射圆极化波的旋向相反，两个辐射组分别产生对应产生两路相位差为90°的接收信号中的一路，两路接收信号经过连接端口进入移相馈电单元，在移相馈电单元的作用下，两路接收信号在信号接收端口的相位相等从而使得接收信号得到加强，得到返回信号，其中，发射信号的发射频率为ft，返回信号频率为fr，则基波频率为fb＝ft-fr，再将返回信号进行降噪处理，并与信号放大的第二路线性调频连续波信号进行混频，再中频滤波，混频信号的扫频带宽fs，扫频时间为ts，再经过带模转数字，根据D＝c*ts*fb/2fs，计算出距离D，完成线性调频连续波的测距，本本系统测距的精度高，抗干扰能力强，功耗低，最主要的是天线的发送与接收一体化，大大降低了系统的物理空间，可以应用在系统物理空间受限的场合，即在大幅度提高隔离度的同时，又保证了测距系统物理空间小。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为一种测距系统示意图；图2为天线模块示意图；图3为天线模块结构示意图；图4为天线模块结构图；图5为天线模块另一结构图；图6为一种测距系统工作流程示意图。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本专利技术的保护范围有任何的限制作用。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测距系统，其特征在于，所述系统包括：信号发生模块、低通滤波模块、功率分配模块、功率放大模块、天线模块、低噪声放大模块、信号放大模块、混频模块、中频滤波模块以及信号转换模块，其中：所述信号发生模块，用于产生线性调频连续波信号；所述低通滤波模块，用于对所述信号发生模块产生的线性调频连续波信号进行高次谐波以及带外信号的抑制，滤除无用信号；所述功率分配模块，用于将所述低通滤波模块输入的信号分成大小相等，相位一致的第一路线性调频连续波信号以及第二路线性调频连续波信号；所述功率放大模块，用于对所述第一路线性调频连续波信号进行功率放大，使得功率强度满足预设的强度；所述天线模块，用于经所述功率放大模块放大的第一路线性调频连续波发射信号发射至空间，并接收返回信号；其中，所述天线模块包括：信号发射单元、信号接收单元、移相馈电单元以及信号处理单元，所述信号处理单元包括垂直设置的两个辐射组，所述移相馈电单元包括与所述信号发射单元连接的信号发射端口、与所述信号接收单元连接的信号接收端口以及与所述辐射组一一对应连接的多个连接端口；所述信号发射单元的发射信号经所述移相馈电单元作用后产生两路发射信号，且每路发射信号之间的相位差为90°，两路发射信号分别对应送至两个辐射组后辐射合成发射圆极化波；所述两个辐射组还用于接收与所述发射圆极化波的旋向相反的接收圆极化波，并分别对应感应出一路感应信号，且两路感应信号之间的相位差为90°，两路感应信号经所述移相馈电单元作用后在所述信号接收端口合成为返回信号并传送至所述信号接收单元；所述发射信号的发射频率为ft，所述返回信号频率为fr，基波频率为fb＝ft‑fr；所述低噪声放大模块，用于对天线模块接收到的返回信号进行降噪处理，降低噪信号成份，从而提高信噪比，得到降噪信号；所述信号放大模块，用于接收功率分配模块分配的第二路线性调频连续波信号，对所述第二路线性调频连续波信号进行信号放大处理；所述混频模块，用于对经信号放大模块处理的第二路线性调频连续波信号以及经低噪声放大模块处理的降噪信号进行混频，得到混频信号；所述混频信号的扫频带宽fs，扫频时间为ts；所述中频滤波模块，用于滤除中频波段以外信号，得到中频波段信号；所述信号转换模块，用于对中频波段信号进行模拟数字信号的转换，根据D＝c*ts*fb/2fs，计算出距离D，输出距离信号结果。...

【技术特征摘要】
1.一种测距系统，其特征在于，所述系统包括：信号发生模块、低通滤波模块、功率分配模块、功率放大模块、天线模块、低噪声放大模块、信号放大模块、混频模块、中频滤波模块以及信号转换模块，其中：所述信号发生模块，用于产生线性调频连续波信号；所述低通滤波模块，用于对所述信号发生模块产生的线性调频连续波信号进行高次谐波以及带外信号的抑制，滤除无用信号；所述功率分配模块，用于将所述低通滤波模块输入的信号分成大小相等，相位一致的第一路线性调频连续波信号以及第二路线性调频连续波信号；所述功率放大模块，用于对所述第一路线性调频连续波信号进行功率放大，使得功率强度满足预设的强度；所述天线模块，用于经所述功率放大模块放大的第一路线性调频连续波发射信号发射至空间，并接收返回信号；其中，所述天线模块包括：信号发射单元、信号接收单元、移相馈电单元以及信号处理单元，所述信号处理单元包括垂直设置的两个辐射组，所述移相馈电单元包括与所述信号发射单元连接的信号发射端口、与所述信号接收单元连接的信号接收端口以及与所述辐射组一一对应连接的多个连接端口；所述信号发射单元的发射信号经所述移相馈电单元作用后产生两路发射信号，且每路发射信号之间的相位差为90°，两路发射信号分别对应送至两个辐射组后辐射合成发射圆极化波；所述两个辐射组还用于接收与所述发射圆极化波的旋向相反的接收圆极化波，并分别对应感应出一路感应信号，且两路感应信号之间的相位差为90°，两路感应信号经所述移相馈电单元作用后在所述信号接收端口合成为返回信号并传送至所述信号接收单元；所述发射信号的发射频率为ft，所述返回信号频率为fr，基波频率为fb＝ft-fr；所述低噪声放大模块，用于对天线模块接收到的返回信号进行降噪处理，降低噪信号成份，从而提高信噪比，得到降噪信号；所述信号放大模块，用于接收功率分配模块分配的第二路线性调频连续波信号，对所述第二路线性调频连续波信号进行信号放大处理；所述混频模块，用于对经...

【专利技术属性】
技术研发人员：张传胜，陈莉，岳并蒂，穆雪峰，李武刚，
申请(专利权)人：湖南迈克森伟电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43