被低噪聲放大器放大，然后與射頻前端內(nèi)的本地振蕩器產(chǎn)生的本地振蕩器信號(hào)進(jìn)行混頻后，下變頻為中頻漏脈沖信號(hào)。中頻漏脈沖信號(hào)進(jìn)入中頻放大器板。
[0027]中頻放大器板上的能量電壓轉(zhuǎn)換電路能把中頻漏脈沖信號(hào)的頻譜能量按正比轉(zhuǎn)化為模擬電壓信號(hào)，當(dāng)中頻漏脈沖信號(hào)的頻譜能量小時(shí)，對(duì)應(yīng)輸出的電壓值也比較低。在雷達(dá)發(fā)射的初始，觸發(fā)板會(huì)由小到大自動(dòng)掃描一定電壓值范圍的本振電壓控制信號(hào)，不同的本振電壓控制信號(hào)會(huì)使射頻前端內(nèi)的本地振蕩器產(chǎn)生不同的本振頻率，即本振頻率隨控制電壓由小到大發(fā)生變化，不同的本振電壓控制信號(hào)和射頻漏脈沖信號(hào)混頻后，產(chǎn)生不同頻譜能量的中頻漏脈沖信號(hào)，不同的中頻漏脈沖信號(hào)進(jìn)入中頻放大器板的能量電壓轉(zhuǎn)換電路后，產(chǎn)生不同的模擬電壓信號(hào)，對(duì)應(yīng)的模擬電壓信號(hào)通過觸發(fā)板的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采樣后成為數(shù)字電壓信號(hào)，該數(shù)字電壓信號(hào)進(jìn)入微處理器進(jìn)行自動(dòng)頻率跟蹤算法處理，微處理可以找到最大電壓值時(shí)對(duì)應(yīng)的本振控制電壓信號(hào)。這時(shí)的本振控制電壓信號(hào)可以使得下混頻后的中頻漏脈沖信號(hào)的能量最大，即此時(shí)的本振控制電壓信號(hào)值即為最佳本振控制電壓。當(dāng)找到最佳本振控制電壓后，雷達(dá)觸發(fā)板會(huì)在最佳本振控制電壓的附近繼續(xù)進(jìn)行上述的電壓掃描過程，確保中頻漏脈沖信號(hào)始終處于最佳控制電壓值，這就實(shí)現(xiàn)了最大中頻能量跟蹤。由于雷達(dá)中頻回波信號(hào)的頻譜特性和雷達(dá)漏脈沖的頻譜特性一致，這時(shí)也確保了雷達(dá)射頻回波信號(hào)下變頻后的雷達(dá)中頻回波信號(hào)的頻譜能量始終最強(qiáng)。
[0028]這時(shí)的雷達(dá)中頻回波信號(hào)通過中頻放大器板上的低噪聲中頻放大電路。低噪聲中頻放大電路基于由兩個(gè)低噪聲三極管BFR183構(gòu)成的沃爾漫電路，使用沃爾漫電路可以有效減少低噪聲中頻放大器輸入端的密勒效應(yīng)，提高低噪聲中頻放大器的帶寬。適當(dāng)選擇沃爾漫電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，使得偏置的電流約為10mA，這時(shí)使噪聲系數(shù)最小。由三路帶通濾波器組成一帶通選擇電路，三路帶通濾波器采用插入損耗法進(jìn)行設(shè)計(jì)。三路不同帶通濾波器之間的切換通過雙向開關(guān)二極管實(shí)現(xiàn)。對(duì)數(shù)放大檢波電路使用AD公司的AD8310芯片，AD8310是一個(gè)高速電壓輸出、解調(diào)范圍為DC至400MHz的對(duì)數(shù)放大檢波芯片，其內(nèi)部含有六個(gè)串聯(lián)放大器，每個(gè)放大器的小信號(hào)增益為14.3dB，其內(nèi)部使用九個(gè)檢波器，檢波范圍從-91dBV至4dBV。在100MHz時(shí)其對(duì)數(shù)線性度的典型值在±0.4dB以內(nèi)，為了發(fā)揮AD8310的最佳性能，參考其芯片手冊(cè)，在AD8310輸入端加入輸入匹配網(wǎng)絡(luò)。
[0029]經(jīng)過AD8310對(duì)數(shù)放大檢波后的雷達(dá)視頻回波信號(hào)進(jìn)入推完輸出電路。推完輸出電路由共基極放大器和推完放大器組成，共基極放大器可以有效克服密勒效應(yīng)，提高了共基極放大器的帶寬。推完放大器采用正負(fù)電源供電。在不處理雷達(dá)視頻信號(hào)時(shí)，處于平衡狀態(tài)，無電流流過，最小化了推完輸出電路的功耗，推完輸出加強(qiáng)了電路的驅(qū)動(dòng)能力。雷達(dá)視頻信號(hào)經(jīng)過推完輸出電路后，再由電容隔直后通過同軸線纜輸送到雷達(dá)終端進(jìn)行顯示。
[0030]如圖2、3所示，圖2和圖3為同一個(gè)時(shí)間對(duì)相同目標(biāo)范圍探測(cè)的結(jié)果。圖2為傳統(tǒng)導(dǎo)航雷達(dá)接收機(jī)在自動(dòng)頻率跟蹤時(shí)的雷達(dá)回波的顯示效果，圖3為本實(shí)用新型的自適應(yīng)最大中頻能量跟蹤雷達(dá)接收系統(tǒng)的雷達(dá)回波效果。圖3中用白色虛線框框出的遠(yuǎn)距離處小目標(biāo)在圖2中沒有顯示出來，由此可知自適應(yīng)最大中頻能量跟蹤雷達(dá)接收系統(tǒng)具有更好的小目標(biāo)探測(cè)能力。
[0031]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自適應(yīng)最大中頻能量跟蹤雷達(dá)接收系統(tǒng)，其特征在于，包括射頻前端、觸發(fā)板、中頻放大器板、雷達(dá)終端，射頻前端和中頻放大器板之間通過線纜相連，觸發(fā)板的各路信號(hào)和中頻放大器板之間通過線纜相連，雷達(dá)終端和觸發(fā)板之間通過串口線連接，射頻前端包括低噪聲放大器、雙平衡混頻器、本地振蕩器，觸發(fā)板包括微處理器、可編程門陣列、信號(hào)緩沖處理模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，中頻放大器板包括能量電壓轉(zhuǎn)換電路、低噪聲中頻放大電路、帶通濾波器電路、對(duì)數(shù)放大檢波電路、推完輸出電路，雷達(dá)終端包括一終端處理顯示模塊，由導(dǎo)航雷達(dá)發(fā)射機(jī)發(fā)射的部分射頻脈沖信號(hào)通過環(huán)形器進(jìn)入雷達(dá)接收系統(tǒng)成為射頻漏脈沖信號(hào)，該射頻漏脈沖信號(hào)進(jìn)入射頻前端，并經(jīng)過低噪聲放大器放大后，與本地振蕩器發(fā)出的本地振蕩器信號(hào)混頻后下變頻為中頻漏脈沖信號(hào)，然后進(jìn)入中頻放大器板的能量電壓轉(zhuǎn)換電路，能量電壓轉(zhuǎn)換電路根據(jù)中頻漏脈沖信號(hào)的能量大小，轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的模擬電壓信號(hào)并傳被輸?shù)接|發(fā)板，該模擬電壓信號(hào)被模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采樣成為數(shù)字電壓信號(hào)，該數(shù)字電壓信號(hào)進(jìn)入微處理器進(jìn)行自動(dòng)頻率跟蹤算法處理，經(jīng)處理后的信號(hào)被輸送到數(shù)模轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生本振控制電壓信號(hào)，本振控制電壓信號(hào)改變了射頻前端的本振頻率，即改變了下變頻后的中頻漏脈沖信號(hào)的頻譜，觸發(fā)板的微處理器中的最大能量跟蹤算法會(huì)不斷地改變本振控制電壓信號(hào)直到下變頻后的中頻漏脈沖信號(hào)通過能量電壓轉(zhuǎn)換模塊后輸出的電壓值最大，此時(shí)的中頻漏脈沖信號(hào)為最大能量處。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)最大中頻能量跟蹤雷達(dá)接收系統(tǒng)，其特征在于，由目標(biāo)反射后進(jìn)入雷達(dá)接收系統(tǒng)的雷達(dá)射頻回波信號(hào)進(jìn)入中頻放大器板，并通過低噪聲中頻放大電路、帶通濾波器電路、對(duì)數(shù)放大檢波電路變成了雷達(dá)視頻回波信號(hào)，該雷達(dá)視頻回波信號(hào)經(jīng)過推完輸出電路，最后被輸送到終端處理顯示模塊進(jìn)行顯示。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)最大中頻能量跟蹤雷達(dá)接收系統(tǒng)，其特征在于，所述雙平衡混頻器可實(shí)現(xiàn)射頻輸入端、本地振蕩器端和中頻輸出端之間的有效隔離，有效抑制雷達(dá)射頻回波信號(hào)和本地振蕩器中的偶次諧波。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)最大中頻能量跟蹤雷達(dá)接收系統(tǒng)，其特征在于，所述能量電壓轉(zhuǎn)換電路把雷達(dá)發(fā)射機(jī)發(fā)射的漏脈沖信號(hào)的能量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)最大中頻能量跟蹤雷達(dá)接收系統(tǒng)，其特征在于，所述對(duì)數(shù)放大檢波電路用于對(duì)雷達(dá)中頻回波進(jìn)行對(duì)數(shù)放大和檢波，對(duì)數(shù)放大可以最大化整個(gè)雷達(dá)接受系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)最大中頻能量跟蹤雷達(dá)接收系統(tǒng)，其特征在于，所述推完輸出電路提高了對(duì)雷達(dá)視頻回波信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)最大中頻能量跟蹤雷達(dá)接收系統(tǒng)，其特征在于，所述觸發(fā)板具有采樣自檢功能，可以檢測(cè)自身和中頻放大器板上的供電電壓以及其他接收系統(tǒng)的狀態(tài)，并把檢測(cè)結(jié)果通過信號(hào)緩沖處理模塊傳輸?shù)嚼走_(dá)終端進(jìn)行顯示，雷達(dá)終端通過串口控制，實(shí)時(shí)發(fā)送指令到觸發(fā)板，控制整個(gè)接收系統(tǒng)的工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)雷達(dá)接收系統(tǒng)的數(shù)字化。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)最大中頻能量跟蹤雷達(dá)接收系統(tǒng)，其特征在于，所述推完輸出電路包括共基極放大器、推完放大器，共基極放大器可克服密勒效應(yīng)，提高共基極放大器的帶寬。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種自適應(yīng)最大中頻能量跟蹤雷達(dá)接收系統(tǒng)，包括射頻前端、觸發(fā)板、中頻放大器板、雷達(dá)終端，射頻前端包括低噪聲放大器、雙平衡混頻器、本地振蕩器，觸發(fā)板包括微處理器、可編程門陣列、信號(hào)緩沖處理模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，中頻放大器板包括能量電壓轉(zhuǎn)換電路、低噪聲中頻放大電路、帶通濾波器電路、對(duì)數(shù)放大檢波電路、推完輸出電路，雷達(dá)終端包括一終端處理顯示模塊。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一基于最大中頻能量跟蹤的全新的接收系統(tǒng)，徹底改變了傳統(tǒng)導(dǎo)航雷達(dá)接收系統(tǒng)的自動(dòng)頻率控制方式，克服了傳統(tǒng)頻率跟蹤方式由于雷達(dá)發(fā)射機(jī)磁控管頻譜變化，導(dǎo)致的小目標(biāo)發(fā)現(xiàn)能力下降問題。雷達(dá)接收系統(tǒng)的數(shù)字化，提高了可靠性和擴(kuò)展性。
【IPC分類】G01S7/285, G01S13/93, G01S13/88, G01S7/41
【公開號(hào)】CN205027895
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520704393
【發(fā)明人】金凌, 王文瀚, 劉曉輝, 王亞年, 陳華橋, 周文明, 陶夢(mèng)文, 李進(jìn)
【申請(qǐng)人】上海廣電通信技術(shù)有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2015年9月11日