一种毫米波雷达的收发系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种毫米波雷达的收发系统，属于射频通信技术领域，包括主控模块、QPSK调制模块、上变频模块、本振信号发生模块、下变频模块和BPSK解调模块，BPSK解调模块包括IQ混频器、功分器、模数转换器和加法器。本实用新型专利技术BPSK解调模块采用加法器对IQ混频器输出的I路、Q路信号进行解调处理，使BPSK解调模块输出值在0度，能够消除现有costas环路中采用乘法器造成的90

【技术实现步骤摘要】
一种毫米波雷达的收发系统


[0001]本技术涉及射频通信
，尤其涉及一种毫米波雷达的收发系统。

技术介绍

[0002]机场跑道上的外来物(Foreign Object Debris，FOD)对于跑道上起降的飞机是一种非常严重的威胁。许多案例都证明，机场道面上的外来物可以很容易被吸入到发动机，导致叶片及其他部件损伤，碎片也会堆积在机械装置中，影响起落架、机翼等设备的正常运行，不仅会损坏飞机和夺去宝贵的生命，而且还伴随着巨大的经济损失，因此需要通过FOD探测车对机场跑道上的外来物进行实时探测，保证飞机运行的安全性。
[0003]机场FOD探测车工作时需要实时高精度定位信息以解算跑道FOD位置。目前对移动平台的高精度定位方式包括GNSS（差分GPS、北斗等），塔康（TACON），激光雷达（SLAM）三种方式。其中GNSS较成熟，作为FOD探测车主设备，但野战环境容易被干扰，军用FOD探测车要在无GNSS情况下正常使用；TACON方式只能引导空中移动平台，在地面上无法使用；SLAM方式问题在于作用距离较短（一百米左右）导致无法适应较高的车速，野外使用气候影响非常大导致视觉匹配精度受限。
[0004]更进一步地，为实现FOD探测车的定位，可通过多台毫米波雷达探测其自身与FOD的距离，即雷达发射端发射探测信号，经FOD探测车进行接收后发射至雷达接收端；进一步解算多台毫米波雷达与FOD探测车的距离关系，进而实现对FOD探测车的多维精准定位，此种方式不受天气等因素的影响，且定位精度、定位范围相较于上述定位方式更具有优势。在实施该定位方式中，接收端对信号进行解调恢复是影响整个系统定位精度的关键指标，因此，一种能够使接收端实现无相位模糊的信号解调的专利技术就显得很有必要。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于克服现有雷达接收端无法实现无相位模糊的信号解调的问题，提供了一种毫米波雷达的收发系统。
[0006]本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种毫米波雷达的收发系统，系统具体包括主控模块、QPSK调制模块、上变频模块、本振信号发生模块、下变频模块和BPSK解调模块，主控模块与QPSK调制模块、BPSK解调模块、本振信号发生模块连接，本振信号发生模块与上变频模块、下变频模块、QPSK调制模块、BPSK解调模块连接，QPSK制模块输出端与上变频模块连接，下变频模块与BPSK解调模块连接；
[0007]所述BPSK解调模块包括IQ混频器、功分器、模数转换器和加法器，IQ混频器的两个输出端均与功分器连接，两个功分器一路输出端均与模数转换器连接，两个功分器另一路输出端均与加法器连接，模数转换器、加法器与主控模块连接，主控模块经本振信号发生模块与IQ混频器连接。
[0008]作为一选项，所述主控模块经本振信号发生模块、第四倍频器与IQ混频器连接。
[0009]作为一选项，所述IQ混频器两路输出端分别经第六滤波器、第七滤波器与功分器
连接。
[0010]作为一选项，所述主控模块为FPGA、单片机中的任意一种。
[0011]作为一选项，所述本振信号发生模块包括第一本振信号发生模块和第二本振信号发生模块，第一本振信号发生模块包括第一本振信号发生子模块和第二本振信号发生子模块，或第一本振信号发生模块包括第一本振信号发生子模块、第二本振信号发生子模块、第三本振信号发生子模块和第四本振信号发生子模块。
[0012]作为一选项，所述本振信号发生子模块为DDS频率合成器或晶体振荡器或锁相环电路。
[0013]作为一选项，所述QPSK调制模块包括顺次连接的电压比较器、正交调制器，电压比较器与主控模块连接，本振信号发生模块与正交调制器输入端连接，正交调制器输出端与上变频模块连接。
[0014]作为一选项，所述上变频模块包括顺利连接的第一混频器、第一滤波器、第二混频器、第二滤波器和第一放大器，第一本振信号发生子模块输出端与第一混频器连接，第二本振信号发生子模块输出端与第二混频器连接。
[0015]作为一选项，所述下变频模块包括顺次连接的第二放大器、第三混频器、第三滤波器和第四混频器，第一本振信号发生子模块经第一倍频器与第三混频器连接，第二本振信号发生子模块经第二倍频器与第四混频器连接。
[0016]作为一选项，将第一本振信号发生子模块与第一倍频器整体替换为第三本振信号发生子模块，第三本振信号发生子模块输出端与第三混频器连接；将第二本振信号发生子模块与第二倍频器整体替换为第四混频器，第四本振信号发生子模块输出端与第四混频器连接。
[0017]需要进一步说明的是，上述系统各选项对应的技术特征可以相互组合或替换构成新的技术方案。
[0018]与现有技术相比，本技术有益效果是：
[0019]本技术BPSK解调模块采用加法器对IQ混频器输出的I路、Q路信号进行解调处理，使BPSK解调模块输出值在0度，能够消除现有costas环路中采用乘法器造成的90
°
相位模糊，对接收信号进行360
°
无模糊同步，保证了对FOD探测车的定位精准性。
附图说明
[0020]下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细的说明，此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
[0021]图1为本技术实施例1中雷达测距的系统框图；
[0022]图2为本技术实施例1中解调模块原理框图；
[0023]图3为本技术实施例1中雷达与反射器之间的信号收发框图；
[0024]图4为本技术实施例1中3台雷达对FOD探测车进行定位的机制示意图；
[0025]图5为本技术实施例1中倍频回传模块原理框图；
[0026]图6为本技术实施例1中调制模块原理框图；
[0027]图7为本技术实施例1中上变频模块原理框图；
[0028]图8为本技术实施例1中下变频模块原理框图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0030]在本技术的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述方向或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，属于“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种毫米波雷达的收发系统，其特征在于：所述系统包括主控模块、QPSK调制模块、上变频模块、本振信号发生模块、下变频模块和BPSK解调模块，主控模块与QPSK调制模块、BPSK解调模块、本振信号发生模块连接，本振信号发生模块与上变频模块、下变频模块、QPSK调制模块、BPSK解调模块连接，QPSK制模块输出端与上变频模块连接，下变频模块与BPSK解调模块连接；所述BPSK解调模块包括IQ混频器、功分器、模数转换器和加法器，IQ混频器的两个输出端均与功分器连接，两个功分器一路输出端均与模数转换器连接，两个功分器另一路输出端均与加法器连接，模数转换器、加法器与主控模块连接，主控模块经本振信号发生模块与IQ混频器连接。2.根据权利要求1所述毫米波雷达的收发系统，其特征在于：所述主控模块经本振信号发生模块、第四倍频器与IQ混频器连接。3.根据权利要求1所述毫米波雷达的收发系统，其特征在于：所述IQ混频器两路输出端分别经第六滤波器、第七滤波器与功分器连接。4.根据权利要求1所述毫米波雷达的收发系统，其特征在于：所述主控模块为FPGA、单片机中的任意一种。5.根据权利要求1所述毫米波雷达的收发系统，其特征在于：所述本振信号发生模块包括第一本振信号发生模块和第二本振信号发生模块，第一本振信号发生模块包括第一本振信号发生子模块和第二本振信号发生子模块，或第一本振信号发生模块包括第一本...

【专利技术属性】
技术研发人员：江峰，雷宇，田增山，
申请(专利权)人：绵阳市游仙区创新科技产业技术研究院，
类型：新型
国别省市：