平衡探测器及调频连续波雷达制造技术

一种平衡探测器及调频连续波雷达，所述平衡探测器包括：第一探测器、第二探测器、放大单元以及直流旁路，其中：第一探测器的第二端与第二探测器第一端耦接；放大单元，其输入端与第一探测器的第二端、第二探测器的第一端耦接，并与直流旁路耦接；直流旁路，适于引导第一探测器和第二探测器输出的直流分量；直流分量与直流旁路形成回路，以稳定放大单元输入端的电压。上述方案能够避免不同探测器的直流分量不相等对平衡探测器造成的影响，提高平衡探测器的输出信号的信噪比。器的输出信号的信噪比。器的输出信号的信噪比。

【技术实现步骤摘要】
平衡探测器及调频连续波雷达


[0001]本专利技术涉及雷达
，尤其涉及一种平衡探测器及调频连续波雷达。

技术介绍

[0002]按照传输链路的调制和检测方式，激光通信和探测可以分为相干和非相干两种基本方式。相干激光通信/探测具有高转换增益、可获得全部的频率和相位信息、良好的滤波性能、能够应用于微弱信号的检测等优点。但在相干检测中，本振光的噪声、激光器的相对强度噪声(Relative Intensity Noise，RIN)、散粒噪声以及温差的影响仍然无法消除。为更好地利用本振光功率，抑制RIN，进一步提高系统灵敏度，各种基于相干探测技术的平衡探测器被广泛应用。
[0003]参照图1，给出了现有的一种平衡探测器的相干探测原理图。本振光Alo和回光信号As分别由波导引入耦合器，在耦合器中Alo和As发生干涉，相干光的光强可表示为其中和为直流光分量，为交流相干项。耦合器将光输出，如图1所示的I1和I2，其中I1和I2的直流光信号幅度相等，相位相反。I1和I2分别照射在探测器PD1与探测器PD2上，产生光电流i1和i2，其中i1和i2的直流分量大小相同、方向相反，可以相互抵消；交流分量幅度相同、相位相反，平衡探测器输出两个探测器产生的光电流交流分量的差分值，从而减弱共模噪声的影响。
[0004]平衡探测器的基本结构是在图1的输出i上连接一个跨阻放大器(Trans
‑
Impedance Amplifier，TIA)，将探测器PD1与探测器PD2输出的光电流交流分量差值转换成电压输出。但是，TIA的工作电压通常较低(一般在5V以下)，且由于耦合器的两路分光的差异、探测器PD1与探测器PD2的响应度也存在差异，导致探测器PD1产生的电流i1与探测器PD2产生的电流i2的直流分量不等，使得输入至TIA的电流包含直流分量，探测器PD1产生的直流分量与探测器PD2产生的直流分量大约存在100μA的差距。若TIA的增益为50K，100μA的直流电流输入至TIA时，会产生5V的电压，会导致TIA始终处于饱和状态，使得平衡探测器无法输出有效信号。
[0005]为避免TIA始终处于饱和状态，现有的一种平衡探测器如图2所示。图2中，探测器PD1的第一端接V+，探测器PD2的第二端接V
‑
，V+与V
‑
幅值相等且反相。平衡探测器采用两级放大电路放大，以总增益为50K为例，第一级放大电路采用TIA，增益为2K，第二级采用增益为25倍的放大电路，从而达到50K的总增益。由于第一级放大电路增益较小，即使其输入存在直流分量，放大后的直流分量也不会导致TIA处于饱和状态。在第一级放大电路的输出端设置一隔直电容C，滤除第一级放大电路输出中的直流分量，此时，第二级放大电路输入的直流分量近乎为0，可以忽略不计。
[0006]但是，采用两级放大电路的平衡探测器，会使两个放大电路的噪声都被放大，平衡探测器的输出信号的信噪比较低。

技术实现思路

[0007]本专利技术实施例的目的之一是避免两个探测器的直流分量不相等对平衡探测器造成影响的同时，提高平衡探测器的输出信号的信噪比。
[0008]为实现上述目的，本专利技术实施例提供一种平衡探测器，包括：第一探测器、第二探测器、放大单元以及直流旁路，其中：所述第一探测器的第二端与所述第二探测器第一端耦接；所述放大单元，其输入端与所述第一探测器的第二端、所述第二探测器的第一端耦接，并与所述直流旁路耦接；所述直流旁路，适于引导所述第一探测器和所述第二探测器输出的直流分量；所述直流分量与所述直流旁路形成回路，以稳定所述放大单元输入端的电压。
[0009]可选的，所述第一探测器的第二端输出指向所述放大单元输入端的第一直流分量，所述第二探测器的第一端输出指向其第一端的第二直流分量，所述第一直流分量与所述第二直流分量的方向相反；当所述第一直流分量大于所述第二直流分量时，所述直流旁路的补偿电压降低；当所述第一直流分量小于所述第二直流分量时，所述直流旁路的补偿电压升高。
[0010]可选的，所述直流旁路包括第七电阻和补偿模块；当所述第一直流分量大于所述第二直流分量时，所述补偿模块输出端的所述补偿电压降低；当所述第一直流分量小于所述第二直流分量时，所述补偿模块输出端的所述补偿电压升高。
[0011]可选的，所述放大单元包括第一差分放大器；所述补偿模块包括积分电路；所述积分电路，其第一输入端与所述第一差分放大器的第一输出端耦接，其第二输入端与所述第一差分放大器的第二输出端耦接，其输出端与所述第七电阻耦接。
[0012]可选的，所述积分电路包括：第一积分单元、第一积分电容以及第二积分电容，其中：所述第一积分单元，其第一输入端与所述第一差分放大器的第一输出端耦接，其第二输入端与所述第一差分放大器的第二输出端耦接，其输出端与所述第七电阻的第一端耦接；所述第一积分电容，其第一端与所述第一积分单元的第一输入端耦接，其第二端接地；所述第二积分电容，其第一端与所述第一积分单元的第二输入端耦接，其第二端与所述第二积分电容的输出端耦接。
[0013]可选的，所述第一差分放大器的第一输出端为正向输出端，所述第一差分放大器的第二输出端为负向输出端；所述第一积分单元的第一输入端为正向输入端，所述第一积分单元的第二输入端为负向输入端。
[0014]可选的，所述第七电阻，其第一端与所述补偿模块的输出端耦接，其第二端与所述放大单元的输入端耦接。
[0015]可选的，所述直流旁路，其第一端与所述放大单元的输入端耦接，其第二端接地。
[0016]可选的，所述第一直流分量大于所述第二直流分量时，所述直流旁路引导所述直流分量与所述直流旁路的第二端形成回路。
[0017]可选的，所述直流旁路，包括：第三隔直电容以及第六电阻，其中：所述第三隔直电容，其第一端与所述第一探测器的第二端、所述第二探测器的第一端耦接，其第二端与所述放大单元的输入端耦接；所述第六电阻，其第一端与所述第三隔直电容的第一端耦接，其第二端接地。
[0018]可选的，所述平衡探测器还包括：第一隔直电容与第二隔直电容，其中：所述第一隔直电容，其第一端与所述放大单元的第一输出端耦接，其第二端与所述平衡探测器的第
一输出端耦接；所述第二隔直电容，其第一端与所述放大单元的第二输出端耦接，其第二端与所述平衡探测器的第二输出端耦接。
[0019]可选的，所述平衡探测器还包括：缓冲电路，与所述放大单元耦接。
[0020]可选的，所述缓冲电路，包括：缓冲单元、第一反馈单元以及第二反馈单元，其中：所述缓冲单元，其第一输入端与所述第一反馈单元的第一端耦接，其第一输出端与所述第一反馈单元的第二端耦接，其第二输入端与所述第二反馈单元的第一端耦接，其第二输出端与所述第二反馈单元的第二端耦接。
[0021]可选的，所述第一反馈单元，包括第一补偿电容以及第一反馈电阻，其中：所述第一补偿电容，其第一端与所述第一反馈单元的第一端耦接，其第二端与所述第一反馈单元的第二端耦接；所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平衡探测器，其特征在于，包括：第一探测器、第二探测器、放大单元以及直流旁路，其中：所述第一探测器的第二端与所述第二探测器第一端耦接；所述放大单元，其输入端与所述第一探测器的第二端、所述第二探测器的第一端耦接，并与所述直流旁路耦接；所述直流旁路，适于引导所述第一探测器和所述第二探测器输出的直流分量；所述直流分量与所述直流旁路形成回路，以稳定所述放大单元输入端的电压。2.如权利要求1所述的平衡探测器，其特征在于，所述第一探测器的第二端输出指向所述放大单元输入端的第一直流分量，所述第二探测器的第一端输出指向其第一端的第二直流分量，所述第一直流分量与所述第二直流分量的方向相反；当所述第一直流分量大于所述第二直流分量时，所述直流旁路的补偿电压降低；当所述第一直流分量小于所述第二直流分量时，所述直流旁路的补偿电压升高。3.如权利要求2所述的平衡探测器，其特征在于，所述直流旁路包括第七电阻和补偿模块；当所述第一直流分量大于所述第二直流分量时，所述补偿模块输出端的所述补偿电压降低；当所述第一直流分量小于所述第二直流分量时，所述补偿模块输出端的所述补偿电压升高。4.如权利要求3所述的平衡探测器，其特征在于，所述放大单元包括第一差分放大器；所述补偿模块包括积分电路；所述积分电路，其第一输入端与所述第一差分放大器的第一输出端耦接，其第二输入端与所述第一差分放大器的第二输出端耦接，其输出端与所述第七电阻耦接。5.如权利要求4所述的平衡探测器，其特征在于，所述积分电路包括：第一积分单元、第一积分电容以及第二积分电容，其中：所述第一积分单元，其第一输入端与所述第一差分放大器的第一输出端耦接，其第二输入端与所述第一差分放大器的第二输出端耦接，其输出端与所述第七电阻的第一端耦接；所述第一积分电容，其第一端与所述第一积分单元的第一输入端耦接，其第二端接地；所述第二积分电容，其第一端与所述第一积分单元的第二输入端耦接，其第二端与所述第二积分电容的输出端耦接。6.如权利要求5所述的平衡探测器，其特征在于，所述第一差分放大器的第一输出端为正向输出端，所述第一差分放大器的第二输出端为负向输出端；所述第一积分单元的第一输入端为正向输入端，所述第一积分单元的第二输入端为负向输入端。7.如权利要求3～6任一项所述的平衡探测器，其特征在于，所述第七电阻，其第一端与所述补偿模块的输出端耦接，其第二端与所述放大单元的输入端耦接。8.如权利要求2所述的平衡探测器，其特征在于，所述直流旁路，其第一端与所述放大单元的输入端耦接，其第二端接地。9.如权利要求8所述的平衡探测器，其特征在于，所述第一直流分量大于所述第二直流分量时，所述直流旁路引导所述直流分量与所述直流旁路的第二端形成回路。10.如权利要求9所述的平...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛剑豪，朱剑雄，向少卿，
申请(专利权)人：上海禾赛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：