抗干扰电路在测控装备中的设计与实现

2012-06-27 18:44:49来源: 21ic
  1.引言

  众所周知,接收机在无线电测控装备中的位置介于天线和信号处理系统之间。其功能是从天线上所接收到的许多电磁信号中选出有用的目标回波,经过放大、转换以后送给信号处理或终端显示设备。由于我们所需要的只是有用信号,其它不需要的电磁信号都称为干扰。

  因此接收机的功能之一就是从包括干扰的信号中,选择所需要的目标信号,并抑制干扰信号。在无线电测控装备中,中频接收机可采用多种抗干扰措施,以此提高了接收机的性能指标,以确保测控装备信号处理和测量精度。

  2.干扰的分类及传递方式

  一般而言,无线电测控装备中易受干扰的部分是中频接收机,除此之外还有模拟器、温度控制、伺服控制、视频处理、中心机和控制机以及显控台等电子设备。因而,中频接收机工作的电磁环境十分复杂。这些设备在工作时都会产生不同形式的噪声干扰,影响接收机的工作性能。

  2.1 干扰的分类

  根据无线电测控装备中频接收机的工作环境,干扰按照其产生和传播途径的不同,一般可以分为以下几种:

  (1)电源干扰: 这种干扰的现象十分普遍。它是由不同的电子系统(或同一系统中的不同电路)共用同一个电源时,由公共阻抗(即电源的内阻)的耦合会形成自身噪声的输出或对外来干扰的接收,从而引起中频接收信号的干扰;

  (2)感应噪声干扰: 这种干扰在每个电路板的设计中都存在,它是由于电路布线或元器件安装位置不合理而形成的相互间的电场感应、磁场感应以及电磁感应所产生的干扰;

  (3)反射噪声干扰: 长线传输中,由于传输阻抗不匹配会产生反射噪声,而这种反射噪声会对其他电路形成噪声干扰。测控装备机房各种传输线非常多,极易对接收机产生干扰;

  (4)自激振荡所形成的干扰: 这种干扰在接收机中很常见。它是在具有放大功能的电路中由于不正当的正反馈耦合引起的自激振荡所产生的噪声干扰。

  (5)失真噪声干扰:信号在传输过程中,会由于电路工作异常而导致信号波形发生畸变。当畸变波形的谐波分量较大时,特别是和接收机60MHZ中频信号频率相同时,会产生很大的干扰,影响接收机正常工作。

  2.2 干扰的传递方式

  噪声源所产生的噪声之所以能够干扰正常工作的电子系统,是因为存在着一定的传播途径即耦合通道。图1所示为典型的噪声传播途径框图。

噪声传播途径方框图
图1 噪声传播途径方框图

  从大的方面来分,干扰的传递途径有两条:即通过空间辐射和通过导线传导。

  2.2.1通过导线传导干扰

  干扰通过导线传输主要通过公共阻抗耦合和接地环路耦合方式产生干扰。当设备或元器件公用电源线和地线时(在印制板上是电源轨线和地线轨线),设备或元器件之间就会通过公共阻抗产生相互干扰。电源线和地线本身的电阻很低,但由于包含分布电感,所以高频时其阻抗不可忽略。高频干扰电流就会在公共阻抗上产生相当可观的干扰电压。当两个设备相互间有信号连接,同时又各自在不同地点接地时,如果两个接地点之间存在电位差,就会产生地环干扰。

  2.2.2 通过空间传播干扰

  干扰通过空间传播时,产生干扰的形式分为近场耦合和远场辐射两种。如果敏感电路离干扰源的距离r《λ/2π(λ为干扰源最高频率波长)则为近场耦合,干扰源通过电场和磁场对敏感电路产生干扰。

  设备内部各部分电路之间的干扰常为近场耦合方式。若r》λ/2π时则为远场辐射干扰。一般设备或系统之间的干扰属于远场辐射干扰。

  3.测控装备抗干扰电路的技术实现

  3.1 中频接收机的组成及功能

  以雷达测控装备为例,中频接收机主要包括中频接收机组合和视频接收机组合。其反射和应答通道的组成和原理框图分别如图2、3所示。

中频接收机应答通道组成原理框
图2 中频接收机应答通道组成原理框

中频接收机反射通道组成原理框
图3 中频接收机反射通道组成原理框

  雷达中频接收机是两个独立的三路单脉冲接收机,六路中频接收机中可采用两个32dB数控衰减器来实现接收机间数控AGC功能,为了保证衰减器全部衰减时系统的噪声系数,在两个衰减器之间增加了放大器。反射通道采用了三种SAW脉冲压缩器件以处理各种波形的线形调频信号。

  视频接收组合是由I/Q正交鉴相器和视频放大器组成。其中应用数控衰减器实时调整各路本振信号的相位,以达到补偿接收机系统相位一致性的目的。最后输出反射和应答的12路I/Q信号以及反射和应答的检波信号。

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关键字:电路  设计  实现

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0627/article_5323.html
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