一种适于用在雷达系统中的信号产生系统，包括：局部振荡器（ＬＯ）和中频ＩＦ振荡器，其中该ＩＦ振荡器是直接数字合成器，并且该ＬＯ是本身没有被锁定到另一振荡器的自激振荡器，但是该ＬＯ用作ＤＤＳ的时钟参考并且是该系统中的最高频率振荡器。该ＬＯ还可以用作接收链数字化器的参考。本发明专利技术利用了在离载波一定距离处自激振荡器的相位噪声优点而同时保持了与其它系统部件的相干性。该系统一般用在ＦＭＣＷ雷达中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及信号产生系统，例如通常可用在雷达系统中的信号产生系统。特别地，本专利技术涉及雷达系统，尤其是FMCW (调频连续波) 雷达系统，其中有利的是在实践中和经济方面将关键系统部件中产生 的相位噪声保持得尽可能低以获得改善的操作性能。
技术介绍
FMCW雷达系统的特征在于具有同时起作用的发射和接收功能。 这可能导致在更传统的脉冲雷达中不会遇到的问题，在更传统的脉冲 雷达中信号可能常常经由相应的天线从发射器"泄漏"到接收器，由 于能量直接来自于发射器所以使其难以探测到从目标接收到的信号。 通过设计发射和接收天线以及相关子系统使得在发射天线和接收天 线之间存在更大的隔离，而使这个问题得到改进。由于大的、通常是静止的目标(例如建筑物)位于雷达范围内所 以可能出现相关的问题。来自这种目标的雷达回波可能是大的并且因了在对应于所述目标和雷达之间的距离的给定距离单元(range cell )内产生大的回波之外，大目标的存在还可能增大跨越大部分或 全部距离单元的整体噪声水平。这可以在Beasley. P. D. L发表在3"1 European Radar Conference EuRAD 2006的第33H34页的"7%e(发射器相位噪声对FMCW雷达性能的影响)"的图4中清楚地看到， 其全部内容通过引用而被包括于此。这可以通过后处理而在一定程度 上得到补偿，但是由于所述问题的潜在原因仍然存在，因此这并不是 理想的解决方案。例如，关于增大噪声问题的一种方式是通常使用恒 虚警率(CFAR, constant false alarm rate )算'法来提高探观'J阈值。 这将减少虚警数，但是当然也降低了系统的探测能力。另一解决方案 是当雷达沿大的静止目标的方向指示时关断该雷达，但是对于系统可 用性而言这具有明显的缺点。4大多数FMCW雷达系统发射包括一系列频率扫描的信号。对于这 些系统，影响雷达性能的关键因素是被发射信号的相位噪声。具有较 低相位噪声的系统一般比经受较大相位噪声的系统经受更少的上述问题。简化的现有技术FMCW体系结构在图1中示出。局部振荡器(LO) 1连接到升频混频器(up-convert mixer) 3的第一输入。中频(IF) 信号发生器2提供第二输入到混频器3。 IF信号发生器2—般是压控 振荡器，其中输出频率被输入上的电压电平控制。混频器3的输出在 放大器4中被放大，放大器4的输出馈送给发射天线(未示出)。IF 信号发生器2的输出频率被斜坡发生器(ramp generator) 5控制， 斜坡发生器被锁定到参考时钟6。参考时钟6也连接到局部振荡器1， 用作其频率基准。局部振荡器1和参考时钟6 —般被布置在锁相环电 路(未示出)中，以提供将两个振荡器锁定在一起的方便措施。接收天线(未示出)在其它信号中接收从目标发射的信号的反射。 这些信号在放大器7中被放大，然后被馈送到接收混频器8的输入中。 混频器8的第二输入从发射混频器3的输出获取。混频器8的输出是 IF信号，其在模数转换器9中被数字化，这产生数字信号，该数字 信号以常规方式在信号处理器10中被处理。当斜坡产生被锁定到局部振荡器频率时，该布置提供相干发射信 号。然而，L0输出上的相位噪声可能会引起上面提到的问题，并且 导致雷达的减敏感作用。 一般，大部分相位噪声产生于时钟参考6，因为存在于其输出信号上的任何相位噪声在局部振荡器1中被升高 地乘以比率fL。/fRBF，其中fu)是L0的频率，f，是参考振荡器的频率。另一现有技术FMCW雷达系统在P. D. L. Beasley、 A. G. Stove 和 B.J. Reits 发表于 IEE International Radar Conference ， Virginia, May 1990 中的 "SMe /Vo6/e迈s c>/ a 57/7g/e J/^e/7/ a ,re《〃e/zc/ (解决单个天线调频CW雷达的问题)"中被描述。该文献描述了用于通过实施反射功率对消器 (reflected power canceller )来改善单个天线雷达的性能的方法。另一现有技术FMCW雷达系统在Winfried Mayer 、 Martin Meilchen、 Wilfried Grabherr、 Peter Niichter 和Rainer Giihl 的"脚K7力羅e/ 77-版f濯/1—厕颜"/e m力户er/"o，/2-ce 5y"f力es/zed 57g/za/ Ce"erafor /"or尸#一^￥ Se/7s0r J/7/7//ca f/ons (用于FM-CW传感器应用的具有高性能合成信号发生器的八通道 77GHz前端模块)"中被描述。
技术实现思路
根据本专利技术，提供一种信号产生系统，其至少包括局部振荡器和 使用直接数字合成器的中频(IF)信号发生器，其特征在于局部振荡 器是本身不被另一参考振荡器控制的自激振荡器(free running oscillator),它是该系统中的最高频率振荡器，并且适于作为用于 IF信号发生器的时钟信号的参考源。根据本专利技术的信号产生系统能够产生适于由FMCW雷达发射的信 号，所述信号在偏移载波的至少一个频率处具有良好的相位噪声性 能。这通过使用用作其它系统部件的参考的局部振荡器以及通过使用 DDS来实现。对于许多雷达应用来说，接近主载波的相位噪声性能相 比于其它(further out)性能不太重要。例如，在从超过200KHz、 500KHz或lMHz的载波的偏移处的相位噪声性能与更接近该载波的偏 移相比可能对于整个系统性能更关键得多(取决于该系统用于什么应 用)。诸如被锁定到如现有技术文献中公开的例如锁相环布置中的低 频参考的DR0的局部振荡器可提供极好的近载波(close-in)相位噪 声图，但是趋于变得比更远离载波的自激DR0更显著地恶劣。当该系统用于产生用在FMCW雷达系统中的输出信号时采用此处 所公开的体系结构的本专利技术的实施例能提供优势，因为可以增大最大 距离(range)。现有技术系统有时试图通过增加发射功率来改善距的回波。从发射链耦合到接:欠链中的相i噪声将趋于随二发射的'功率而线性增加，并且在某一点将开始支配通常存在于接收器中的热噪 声。当这发生时，增加发射功率对系统性能不利。由于本专利技术将产生 跨越大部分或全部距离箧(range bin)的减小的噪声，因此基本跨 越整个距离的信号灵敏性将改善，意味着雷达能够探测具有较小雷达 截面面积的目标。这样，本专利技术的特定实施例允许在上面提到的有害 效应起作用之前^f吏用增加的发射功率。该改善的灵敏性还可以用于针 对给定的发射功率来增加系统的距离，这应当是在特定系统中所期望的。根据本专利技术的信号产生系统不仅涉及雷达的发射路径中的信号， 还涉及接收部件中的信号。有利地，接收器信号路径适于与发射路径 中的信号相干。有利地，雷达接收路径中的降频转换装置被布置成具 有从局部振荡器得到的输入。有利地，发射路径中的升频转换装置是正交升频混频器并且被布置成具有来自局部振荡器的第一输入，以及来自IF信号发生器的第 二输入，该第二输入是同相(I)且正交(Q)的输入。这允许实施简 化的滤波布本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种信号产生系统，至少包括局部振荡器和使用直接数字合成器的中频（ＩＦ）信号发生器，其特征在于局部振荡器是本身不被另一参考振荡器控制的自激振荡器，是该系统中的最高频率振荡器，并且其适于作为用于ＩＦ信号发生器的时钟信号的参考源。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：PDL比斯利，
申请(专利权)人：秦内蒂克有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]
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