【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及相干探测领域，尤其涉及一种相干探测系统及其解调方法。
技术介绍
1、相干探测系统广泛应用在雷达、通信、传感等领域，其基本原理为：将信号模块生成的原始信号一分为二，其中一路作为本地信号在系统内传输，另一路作为探测信号经过发射模块发射后，经过线路传输/目标反射后被接收模块捕获，在相干模块将本地信号与接收到的探测信号进行混频，最终经过信号解调完成信息的提取和复原。由于本地信号与探测信号同源，因此相比非相干探测系统而言，其探测性能和抗干扰能力都有明显优势。
2、一般来说，经过相干模块后的信号即为本地信号与(接收到的)探测信号的差频(拍频)信号。当探测信号经历收发过程后，有可能在频率上发生了偏移(例如由于雷达系统中，探测的目标具有一定的运动速度，根据多普勒现象，接收到的探测信号相比发射时存在一个频率偏移)。在信号解调时，需要确定该频率偏移的具体数值，虽然可以通过傅里叶变换等操作确定该频率偏移量，但无法获取频率偏移的方向(即无法判断出探测信号的频率与本地信号的频率谁高谁低)，这是由于单路的差频信号是实数信号，实数信号在傅里叶频域中是关于零点对称的，即正频率与负频率具有相同的表现，因此无法确定差频信号的正负性。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供了一种相干探测系统及其解调方法，通过设计一个iq解调模块，替代系统中原有的相干模块，使得可以输出两路(本地信号与探测信号的)差频信号，而这两路差频信号间存在固定的90°相移，通过对两路实数信号进行处理，可以获取非对称的频谱，
2、根据本专利技术的一方面，提供一种相干探测系统，包括信号生成模块、发射模块、接收模块、iq解调模块和处理模块；
3、所述信号生成模块用于输出本地信号和探测信号，所述本地信号传输至所述iq解调模块的第一输入端，所述探测信号传输至所述发射模块；
4、所述发射模块用于将所述探测信号发射至待测目标，所述待测目标反射的频移探测信号经过所述接收模块接收后传输至所述iq解调模块的第二输入端；
5、所述iq解调模块的输出端与所述处理模块连接，所述iq解调模块输出第一差频信号和第二差频信号至所述处理模块，所述处理模块用于根据所述第一差频信号和所述第二差频信号确定差频的大小和正负值；
6、其中，所述差频为所述本地信号和所述频移探测信号的频率差值，所述第一差频信号和所述第二差频信号具有固定的90°相移。
7、可选的，所述处理模块具体用于根据所述第一差频信号和所述第二差频信号组建成复数信号以获取非对称的频谱，从而确定差频的大小和正负值。
8、可选的，所述处理模块利用以下算法确定差频的大小和正负值：
9、令所述本地信号和所述频移探测信号的时域表达分别为xlo(t)和xsi(t)，所述本地信号和所述频移探测信号的瞬时频率分别为flo(t)和fsi(t)，则：
10、xlo(t)＝sin(2πflot)
11、xsi(t)＝sin(2πfsit)；
12、所述本地信号和所述经过所述iq解调模块后，生成两路正交的所述第一差频信号i(t)和所述第二差频信号q(t)：
13、i(t)＝cos[2π(flo-fsi)t]
14、q(t)＝sin[2π(flo-fsi)t]；
15、将所述第一差频信号和所述第二差频信号构建成复数信号：
16、
17、利用傅里叶变换分析所述复数信号的频谱：
18、
19、其中，δ为脉冲冲击函数，表示频谱中仅在实际差频flo-fsi处有能量脉冲，以区分出差频的正负频率信息。
20、可选的，所述信号生成模块包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端输出所述本地信号，所述第二输出端输出所述探测信号。
21、可选的，所述信号生成模块包括信号源和分束器，所述信号源的输出端与所述分束器的输入端连接，所述分束器用于将所述信号源的输出信号分束为所述本地信号和所述探测信号。
22、可选的，所述发射模块包括发射透镜组，所述发射透镜组用于将所述本地信号准直后输出至所述待测目标；
23、所述接收模块包括接收透镜组，所述接收透镜组用于将所述频移探测信号会聚至所述iq解调模块的第二输入端。
24、可选的，所述iq解调模块包括iq耦合器、第一光电探测器和第二光电探测器；
25、所述iq耦合器的第一输入端接收所述本地信号，所述iq耦合器的第二输入端接收所述频移探测信号，所述iq耦合器的第一输出端和第二输出端均与所述第一光电探测器连接，所述iq耦合器的第三输出端和第四输出端均与所述第二光电探测器连接。
26、可选的，所述相干探测系统为多普勒测振系统或调频连续波雷达系统。
27、根据本专利技术的另一方面，提供一种相干探测系统的解调方法，适用于上述的相干探测系统，所述解调方法包括：
28、信号生成模块输出本地信号和探测信号，所述本地信号传输至iq解调模块的第一输入端，所述探测信号传输至发射模块；
29、所述发射模块将所述探测信号发射至待测目标，所述待测目标反射的频移探测信号经过接收模块接收后传输至所述iq解调模块的第二输入端；
30、所述处理模块接收所述iq解调模块输出的第一差频信号和第二差频信号，根据所述第一差频信号和所述第二差频信号确定差频的大小和正负值；
31、其中，所述差频为所述本地信号和所述频移探测信号的频率差值，所述第一差频信号和所述第二差频信号具有固定的90°相移。
32、可选的，根据所述第一差频信号和所述第二差频信号确定差频的大小和正负值，包括：
33、令所述本地信号和所述频移探测信号的时域表达分别为xlo(t)和xsi(t)，所述本地信号和所述频移探测信号的瞬时频率分别为flo(t)和fsi(t)，则：
34、xlo(t)＝sin(2πflot)
35、xsi(t)＝sin(2πfsit)；
36、所述本地信号和所述经过所述iq解调模块后，生成两路正交的所述第一差频信号i(t)和所述第二差频信号q(t)：
37、i(t)＝cos[2π(flo-fsi)t]
38、q(t)＝sin[2π(flo-fsi)t]；
39、将所述第一差频信号和所述第二差频信号构建成复数信号：
40、
41、利用傅里叶变换分析所述复数信号的频谱：
42、
43、其中，δ为脉冲冲击函数，表示频谱中仅在实际差频flo-fsi处有能量脉冲，以区分出差频的正负频率信息。
44、本专利技术实施例提供的相干探测系统，包括信号生成模块、发射模块、接收模块、iq解调模块和处理模块。通过信号生成模块输出本地信号和探测信号，本地信号传输至iq解调模块的第一输入端，探测信号传输至发射模块本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种相干探测系统，其特征在于，包括信号生成模块、发射模块、接收模块、IQ解调模块和处理模块；
2.根据权利要求1所述的相干探测系统，其特征在于，所述处理模块具体用于根据所述第一差频信号和所述第二差频信号组建成复数信号以获取非对称的频谱，从而确定差频的大小和正负值。
3.根据权利要求2所述的相干探测系统，其特征在于，所述处理模块利用以下算法确定差频的大小和正负值：
4.根据权利要求1所述的相干探测系统，其特征在于，所述信号生成模块包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端输出所述本地信号，所述第二输出端输出所述探测信号。
5.根据权利要求1所述的相干探测系统，其特征在于，所述信号生成模块包括信号源和分束器，所述信号源的输出端与所述分束器的输入端连接，所述分束器用于将所述信号源的输出信号分束为所述本地信号和所述探测信号。
6.根据权利要求1所述的相干探测系统，其特征在于，所述发射模块包括发射透镜组，所述发射透镜组用于将所述本地信号准直后输出至所述待测目标；
7.根据权利要求1所述的相干探测系统，其特征在于，所
8.根据权利要求1所述的相干探测系统，其特征在于，所述相干探测系统为多普勒测振系统或调频连续波雷达系统。
9.一种相干探测系统的解调方法，其特征在于，适用于权利要求1～8任一所述的相干探测系统，所述解调方法包括：
10.根据权利要求9所述的干探测系统的解调方法，其特征在于，根据所述第一差频信号和所述第二差频信号确定差频的大小和正负值，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种相干探测系统，其特征在于，包括信号生成模块、发射模块、接收模块、iq解调模块和处理模块；
2.根据权利要求1所述的相干探测系统，其特征在于，所述处理模块具体用于根据所述第一差频信号和所述第二差频信号组建成复数信号以获取非对称的频谱，从而确定差频的大小和正负值。
3.根据权利要求2所述的相干探测系统，其特征在于，所述处理模块利用以下算法确定差频的大小和正负值：
4.根据权利要求1所述的相干探测系统，其特征在于，所述信号生成模块包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端输出所述本地信号，所述第二输出端输出所述探测信号。
5.根据权利要求1所述的相干探测系统，其特征在于，所述信号生成模块包括信号源和分束器，所述信号源的输出端与所述分束器的输入端连接，所述分束器...
【专利技术属性】
技术研发人员：龙鑫，邢宇飞，董家兴，蒋进新，万典，
申请(专利权)人：上海孛璞半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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