一种宽动态Ka频段直接检波辐射计接收机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种宽动态Ka频段直接检波辐射计接收机。该辐射计接收机包括：低噪声放大器，用于对输入的Ka频段信号进行放大；数控衰减器，连接低噪声放大器，用于控制射频前端的增益，调节到检波器的功率；带通滤波器，连接数控衰减器，用于对衰减后的信号进行滤波；检波器，连接带通滤波器，用于对滤波后的信号进行检波，输出低频检波信号；视频放大电路，连接检波器，用于对低频检波信号幅度进行放大；积分电路，将低频放大后的信号变为直流电压信号输出；控制电路，接收外部控制器的控制信号，并对数控衰减器的衰减量进行调控。实现接收机输入噪声功率与输出电压的最佳的线性度，同时增加衰减量可以实现更大亮温动态范围的探测。的探测。的探测。

【技术实现步骤摘要】
一种宽动态Ka频段直接检波辐射计接收机


[0001]本技术属于毫米波探测的
，更具体地，涉及一种宽动态Ka频段直接检波辐射计接收机。

技术介绍

[0002]辐射计接收被测物的微波辐射信号，并转化为电压信号输出，对探测目标进行亮温反演。一般由天线系统、接收机、数据处理系统等组成，其天线系统接收目标微弱的微波辐射信号，经由接收机处理，最终输出低频或直流电压，该直流电压与目标亮温成线性关系，接收机输出电压供数据处理系统进行处理。辐射计的工作原理主要是基于普朗克黑体辐射定律，其接收机对线性度和灵敏度指标有严格要求。
[0003]随着微波遥感技术的发展，需要用到微波探测的场景越来越多，对辐射计的探测亮温动态范围要求越来越高。现有技术中，高频辐射计接收机一般采用超外差结构，将接收信号通过下变频搬移至中频进行功率检波，可避免高频技术难点，同时能实现较好的性能。
[0004]但现有技术中的超外差式接收机的电路结构复杂、加工成本较高，需要本振模块进行混频，混频时会产生一些特殊干扰，比如镜像信号干扰、中频干扰等，而直接检波接收机存在探测亮温动态范围较小的问题。

技术实现思路

[0005]针对相关技术的缺陷，本技术的目的在于提供一种宽动态Ka频段直接检波辐射计接收机，旨在解决现有的辐射计接收机的电路结构复杂、加工成本较高，需要本振模块进行混频，混频时会产生一些特殊干扰，亮温探测范围较小的问题。
[0006]为实现上述目的，本技术提供了一种宽动态Ka频段直接检波辐射计接收机，包括：
[0007]低噪声放大器，用于对输入的Ka频段信号进行低噪声放大；
[0008]数控衰减器，连接所述低噪声放大器，用于控制射频前端的增益，控制处理后的Ka频段信号达到检波器的功率；
[0009]带通滤波器，连接所述数控衰减器，用于对衰减后的Ka频段信号进行滤波；还用于控制接收机通道的噪声带宽及抑制带外干扰；
[0010]检波器，连接所述带通滤波器，用于对滤波后的信号进行检波，输出低频检波信号；
[0011]视频放大电路，连接所述检波器，用于对所述低频检波信号幅度进行放大；
[0012]积分电路，连接所述视频放大电路，用于对放大后的低频检波信号积分，变为稳定直流电压信号输出；
[0013]控制电路，接收外部控制器的控制信号，并对所述数控衰减器的衰减量进行调控。
[0014]可选的，所述外部控制器通过SPI接口与所述控制电路连接，所述外部控制器发送6bit控制信号至所述控制电路，所述控制电路经过驱动电路输出对应的6路控制信号。
[0015]可选的，所述数控衰减器通过输入的6路控制信号电平控制多个开关管的导通和/或截止来改变衰减量，所述数控衰减器的衰减范围为0
‑
31.5dB。
[0016]可选的，所述低噪声放大器采用多级放大器级联。
[0017]可选的，所述带通滤波器的带宽为接收机的预设带宽，用于限定接收机的带宽。
[0018]可选的，所述检波器为平方律检波器。
[0019]可选的，所述检波器包括：3dB分支电桥、两个RF匹配电路、两个检波二极管和低通滤波器；
[0020]所述3dB分支电桥的第一端作为所述检波器的输入端，接收滤波后的信号；第二端串联负载电阻后接地；第三端和第四端分别连接第一RF匹配电路和第二RF匹配电路；
[0021]所述第一RF匹配电路和所述第二RF匹配电路分别连接第一检波二极管和第二检波二极管；
[0022]所述第一检波二极管和所述第二检波二极管共同连接所述低通滤波器的输入端；
[0023]所述低通滤波器的第一端连接所述第一检波二极管和所述第二检波二极管的输出端；第二端作为检波器的输出端，输出滤波后的低频检波信号。
[0024]可选的，所述3dB分支电桥的四个端口满足匹配条件时，第一端输入的信号会均分到第三端和第四端，第二端没有信号；
[0025]所述3dB分支电桥的任意端口都可作为输入端，同侧端为隔离端口，其中，第一端和第二端为同侧端，第三端和第四端为同侧端。
[0026]可选的，所述视频放大电路由两级运算放大器组成，所述积分电路为RC电路，采用变阻器改变RC电路的电阻值；所述视频放大电路用于实现30dB增益。
[0027]可选的，所述低噪声放大器的级联增益大于50dB。
[0028]总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：
[0029](1)在辐射计接收机内部增加数控衰减器，通过控制电路对数控衰减器的控制，可调节进入后级检波器的功率大小，便于调整检波器的工作点，使其工作在最佳的检波平方律区，实现接收机输入噪声功率与输出电压的最佳的线性度；同时增加衰减量可以实现更大亮温动态范围的探测。
[0030](2)直接检波辐射计接收机，无需进行变频与混频，增强了稳定性，同时具有结构简单、成本低、体积小的优点。
[0031](3)检波器采用平衡式检波设计，可以实现宽带的更优线性度，驻波比更低；积分电路中采用变阻器，可根据实际需求改变电阻值，动态调节积分时间，以达到更高的温度灵敏度。
附图说明
[0032]图1是本技术实施例提供的一种宽动态Ka频段直接检波辐射计接收机的结构示意图；
[0033]图2是本技术实施例提供的一种宽动态Ka频段直接检波辐射计接收机中的数控衰减器控制示意图；
[0034]图3是本技术实施例提供的一种宽动态Ka频段直接检波辐射计接收机中的检波器输出电压变化特性曲线示意图；
[0035]图4是本技术实施例提供的一种宽动态Ka频段直接检波辐射计接收机中的检波器模块的电路示意图；
[0036]图5是本技术实施例提供的一种3dB电桥微带三枝节结构示意图。
具体实施方式
[0037]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0038]下面结合一个优选实施例，对上述实施例中涉及的内容进行说明。
[0039]如图1所示，一种宽动态Ka频段直接检波辐射计接收机，包括：
[0040]低噪声放大器1，用于对输入的Ka频段信号进行低噪声放大；
[0041]数控衰减器2，连接低噪声放大器1，用于控制射频前端的增益，控制处理后的Ka频段信号到检波器4的功率；
[0042]带通滤波器3，连接数控衰减器2，用于对衰减后的Ka频段信号进行滤波；还用于控制接收机通道的噪声带宽及抑制带外干扰；
[0043]检波器4，连接带通滤波器3，用于对滤波后的信号进行检波，输出低频检波信号；
[0044]视频放大电路5，连接检波器4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽动态Ka频段直接检波辐射计接收机，其特征在于，包括：低噪声放大器，用于对输入的Ka频段信号进行放大；数控衰减器，连接所述低噪声放大器，用于控制射频前端的增益，控制处理后的Ka频段信号到检波器的功率；带通滤波器，连接所述数控衰减器，用于对衰减后的Ka频段信号进行滤波；还用于控制接收机通道的噪声带宽及抑制带外干扰；检波器，连接所述带通滤波器，用于对滤波后的信号进行检波，输出低频检波信号；视频放大电路，连接所述检波器，用于对所述低频检波信号幅度进行放大；积分电路，连接所述视频放大电路，用于对低频放大后的信号进行积分，变为稳定直流电压信号输出；控制电路，接收外部控制器的控制信号，并对所述数控衰减器的衰减量进行调控。2.根据权利要求1所述的接收机，其特征在于，所述外部控制器通过SPI接口与所述控制电路连接，所述外部控制器发送6bit控制信号至所述控制电路，所述控制电路经过驱动电路输出对应的6路控制信号。3.根据权利要求2所述的接收机，其特征在于，所述数控衰减器通过输入的6路控制信号电平控制多个开关管的导通和/或截止来改变衰减量，所述数控衰减器的衰减范围为0
‑
31.5dB。4.根据权利要求1所述的接收机，其特征在于，所述低噪声放大器采用多级放大器级联。5.根据权利要求1所述的接收机，其特征在于，所述带通滤波器的带宽为接收机的预设带宽，用于限定...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂良启，冷凯，陈鑫，何君，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：新型
国别省市：