摘要 針對3 mm波段調頻連續(xù)波雷達發(fā)射信號泄漏問題，在分析泄漏機理的基礎上，提出相應的對消技術改進方案，只要合理設定、調整兩個支路間的耦合量和幅度衰減值，在保證參考信號與泄漏信號幅度基本相等的情況下，只需通過移相器調整對消信號的相位，便可達到對消泄漏信號的目的，降低了泄漏信號對接收機靈敏度的影響，實驗結果與分析結果基本一致。
關鍵詞 信號泄漏；矢量對消；調頻連續(xù)波

    隨著電子信息技術的迅速發(fā)展，雷達已應用于海、陸、空等各個領域，承擔著軍事和民用任務，可進行定位測速，搜索，偵查等，它不僅是奪取電磁頻譜控制權的主要方面，也是獲取目標信息和控制信息的主要手段。其中，具有抗偵察與抗干擾能力的“隱身雷達”——連續(xù)波雷達，容易在小峰值功率條件下獲得大的時寬、帶寬乘積，測距精度高，在頻率域內抑制雜波能力強、沒有速度模糊、體積小、重量輕，被截獲概率低。然而，由于連續(xù)波體制雷達在時間上收發(fā)沒有可分性，導致其發(fā)射機對接收機的影響不能像脈沖體制雷達那樣可以采用收發(fā)開關來消除。另外由于受到體積、重量、成本等限制，大多數連續(xù)波體制的雷達導引頭采用單天線技術，這樣收發(fā)隔離不足使發(fā)射信號泄漏到接收機中將產生泄漏信號，信號泄漏將給連續(xù)波體制雷達帶來如下兩個問題。首先，強泄漏信號會使中放飽和，甚至使微波混頻器或前置低噪聲放大器飽和。其次，發(fā)射機泄漏信號的噪聲邊帶落入到接收帶寬之內將引起接收機靈敏度下降。
    所以設計時必須采取措施降低泄漏信號噪聲對接收機靈敏度的影響。對消技術是解決FMCW雷達信號泄漏問題的一個常用方法。

1 對消技術的基本思想
    對消的基本思想是產生泄漏信號矢量的估計矢量，應用線性疊加原理和原矢量進行對消。為便于分析，先考慮單一矢量UL的情形。由數學分析得，矢量a、b及b的正交矢量b’存在如下關系
   
    通過式(2)可以得到如圖1所示的矢量分解對消原理圖，其中矢量a對應矢量UL，矢量b對應矢量Ur，矢量b’對應矢量Ur’。

    由圖1(a)知，UL在Ur和Ur’上的投影分別為式(4)、式(5)
   
    根據以上分析，對消技術的系統(tǒng)原理框圖如圖2所示。

    雷達輸出信號經耦合器分為兩路：一路為發(fā)射信號；另一路為參考信號。由于收發(fā)隔離不夠，發(fā)射信號將泄漏到接收通道。通過移相器與衰減器對參考信號的調整，使參考信號和泄漏信號幅度相等，相位相反進行疊加，便可與泄漏信號對消。
    在實際工程應用中，通常使用移相器、衰減器或矢量調制器對信號進行幅度和相位的調整，但在3 mm波波段，沒有矢量調制器可供使用，所以使用衰減器和移相器進行幅度和相位的調整。

2 實驗分析
    實驗框圖如圖3所示。

    將信號源產生的3 mm信號通過耦合器分為兩路，一路為將要被對消的信號，即泄漏信號，另一路為參考信號。
    實驗時，通過合理設定、調整兩個支路間的耦合量和幅度衰減值，使得參考信號與泄漏信號幅度基本相等，這樣只需通過移相器調整對消信號的相位，使之與泄漏信號相反，便可達到對消的目的。實驗中，用可變短路器起到3 mm移相器的作用。
    可變短路器和環(huán)形器組成的模塊，通過改變可變短路器的長度，使信號通過傳輸線到短路點再反射回來，這時，相移是傳輸線電長度的兩倍。依據傳輸線理論，線上兩點之間的相位差，等于相移常數β和兩點之間距離R的乘積，即與R成正比而與λg成反比
   
    其中，△φ為傳輸線上兩點間的相位差；β是相移常數；λg為工作波長；R是傳輸線上兩點間的距離差。
    當R或β改變時，相位差會有一個變化量，就可以實現移相的目的。可變短路器就是通過改變距離差實現的相位變化。

3 實驗結果
    泄漏對消實驗實物圖如圖4所示。

     圖5，圖6分別為泄漏對消前和對消后的信號幅度。

     由圖5和圖6知，對消前信號功率為-35．5 dBm，對消后信號功率為-76．33 dBm，可以得到40．83 dBc的隔離度改善。

4 結束語
    通過理論分析和實驗證明，針對3mm調頻連續(xù)波雷達發(fā)射信號泄漏問題，只要合理設定、調整兩個支路間的耦合量和幅度衰減值，保證參考信號與泄漏信號幅度基本相等的情況下，只需通過移相器調整對消漏信號對接收機靈敏度的影響。實驗測試結果證明這種方法有效可行。