二次雷达接收系统设计及幅相处理

2011-06-01 21:28:00来源: 互联网
0 引言
    二次雷达也称为航空交通管制雷达信标系统,通过地面站和目标应答器之间的询问和应答,实现对目标的跟踪,接收到的回波中包含了目标的距离和方位信息、气压高度信息,还可以用于对军用和民用目标的识别。二次雷达采用问答方式工作,询问与应答射频信号波长不同,消除了地物杂波、气象杂波的干扰,因此应答回波比一次雷达反射回波强得多。
    二次雷达的接收系统采用对数比幅单脉冲体制。其中关键在于高精度、大动态的对数放大器,由于对数放大器为一种非线性放大器,其输出幅度与输入幅度的对数成正比。这样,当输入信号在较大的范围内变化时,输出信号只在较小的范围内变化,大大压缩了接收机输出信号的动态范围,因而具有较好的抗饱和特性;它可以使雷达的接收机在强信号作用下不饱和,同时也减少了小目标的丢失,能同时监视多个强弱悬殊很大的目标回波。

1 接收系统设计
    雷达的接收系统由三路对数接收机组成,采用单脉冲比幅体制。原理框图如图1所示。

a.jpg


    接收系统将天线送来的∑,△,Ω三路射频信号,分别在幅相特性一致三个通道中进行限幅、低噪声放大、时间灵敏度控制,滤除镜像频率及带外各种杂散频率的干扰信号,然后与本振混频,下变频为60 MHz中频信号,中频信号由前置中放放大、滤波,再经对数放大成视频信号,其中,∑,△视频信号log∑和log△传送给视频处理机进行A/D变换;∑,△对放输出的中频信号经鉴相,送出相位符号码和置信度码以判定目标偏离天线轴的方向;∑,Ω中频信号经脉冲比幅后,输出接收旁瓣抑制脉冲信号。
    接收机采用一次下变频方式,前置限幅器防止接收机被大功率信号烧毁;通过RFSTC来控制接收通道的增益,扩展接收机的动态范围,可以根据二次雷达工作时周围的电磁环境来装订STC曲线,对落入接收机带内的强干扰信号进行衰减;射频滤波器抑制镜像频率,防止镜像杂散通过寄生通道落入中频带内,并且可以抑制带外的干扰信号;整个接收机的频带宽度决定于60 MHz中频带通滤波器的带宽。

2 切线灵敏度
    切线灵敏度和通常所说的接收机灵敏度的概念既有相同又有区别,它们都是表征雷达正常工作时接收最小信号的能力,不同在于,切线灵敏度专指脉冲调制信号,是在接收机对数放大器输出的视频信号中,当无信号时的噪声顶部和有信号时的噪声底部处于同一电平时(即噪声相切)的信号功率。如图2所示是进行切线灵敏度测试时,示波器观察到噪声相切的状态。测试切线灵敏度指标时,关键在于判断脉冲信号噪声顶部与底部是否正好相切,这与观察判断等主观因素有关,也与接收机带宽和测试周围环境明亮有关。

b.jpg


    切线灵敏度:Si(dBm)=-114(dBm)+F(dB)+So/No(dB)+△f/1 MHz(dB),其中,F为噪声系数;△f为中频带宽;So/No为接收机输出端的信号噪声功率。
    对于单脉冲二次雷达接收机,要求噪声系数小于7 dB或So/No=2时灵敏度为-93 dBm,带宽为10 MHz,根据上述公式可知Si(dBm)=-94 dBm,符合灵敏度指标的要求。

[1] [2] [3]

关键字:二次雷达  对数接收机  鉴相器  脉冲比幅

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/0601/article_2565.html
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