劉飛 吳偉偉 王星宇

隨著電子對(duì)抗專業(yè)的發(fā)展，電磁環(huán)境越來越復(fù)雜，信號(hào)密度不停的增加，各種雷達(dá)脈沖信號(hào)重疊的概率越來越高，當(dāng)前對(duì)接收機(jī)的要求：高靈敏度，同時(shí)到達(dá)信號(hào)的檢測(cè)能力，高測(cè)頻精度和高頻率分辨力。傳統(tǒng)模擬接收機(jī)已經(jīng)無法滿足當(dāng)前戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下的要求，越來越多的電子偵察設(shè)備中使用數(shù)字信道化接收機(jī)。數(shù)字信道化接收機(jī)能夠克服傳統(tǒng)模擬接收機(jī)的很多缺點(diǎn)，可以獲得很好的測(cè)頻精度及同時(shí)到達(dá)信號(hào)的測(cè)量能力。由于受限于目前器件水平的發(fā)展，數(shù)字信道化接收機(jī)僅能對(duì)頻率較低的中頻信號(hào)采樣，接收，測(cè)量。故需要一套微波前端變頻系統(tǒng)將頻率較高的射頻信號(hào)變頻至頻率較低的中頻信號(hào)供數(shù)字信道化接收機(jī)使用。本文的下面部分將對(duì)具體闡述一種微波前端變頻系統(tǒng)，并對(duì)該變頻系統(tǒng)進(jìn)行改良。最終根據(jù)改良后的方案在偵察設(shè)備上進(jìn)行驗(yàn)證。

1.一種前端微波變頻系統(tǒng)介紹

當(dāng)前一般偵察設(shè)備中使用的數(shù)字信道化接收機(jī)需要對(duì)雷達(dá)信號(hào)的頻率，脈寬，重復(fù)周期，幅度，方位進(jìn)行測(cè)量。對(duì)方位進(jìn)行測(cè)量時(shí)，最常用的方法有多波束比幅測(cè)向法。多波束比幅測(cè)向法需要前端有多個(gè)天線對(duì)雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行偵收，根據(jù)不同天線接收的雷達(dá)信號(hào)幅度差值，計(jì)算出雷達(dá)信號(hào)的方位值。故數(shù)字信道化接收機(jī)需要接收多路中頻信號(hào)對(duì)其采樣，測(cè)量，計(jì)算雷達(dá)信號(hào)方位。一種較為經(jīng)濟(jì)的變頻系統(tǒng)如圖一所示：

在該套變頻系統(tǒng)中，首先由多波束天線接收雷達(dá)信號(hào)，從多個(gè)天線中首先預(yù)選三路射頻信號(hào)，經(jīng)過射頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)組，選擇出三路天線中雷達(dá)信號(hào)幅度最大的天線放在中間，其他兩路根據(jù)最大天線的波束號(hào)，放在最大天線的左邊與右邊。然后經(jīng)過微波變頻系統(tǒng)對(duì)三路射頻信號(hào)下變頻至中頻信號(hào)，以供數(shù)字信道化接收機(jī)使用。在這套方案中，由于未采用所有多波束天線的變頻而僅將三路天線的雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行變頻，故較為經(jīng)濟(jì)節(jié)約。眾所周知，在微波進(jìn)行變頻時(shí)，由于微波器件的個(gè)體差異性及不同射頻頻率之間存在的差損差異性，三路變頻下來的雷達(dá)信號(hào)幅度并不能完全與多波束天線接收時(shí)的雷達(dá)射頻信號(hào)幅度值保持一致性即所謂的微波變頻通道一致性。這樣會(huì)導(dǎo)致數(shù)字信道化接收機(jī)測(cè)量方位時(shí)，誤差偏差較大。

2.對(duì)微波前端變頻系統(tǒng)改進(jìn)

為了盡量減小這種變頻通道間的差異性，使數(shù)字信道化接收機(jī)測(cè)量的方位盡量準(zhǔn)確。需要對(duì)以上這套變頻系統(tǒng)進(jìn)行校正。眾所周知，中頻信號(hào)比射頻信號(hào)在經(jīng)過各種電纜及微波器件時(shí)，差損較小，并且隨著頻率的變化，差損差異性變化較小。具體改進(jìn)如圖二所示：

如圖二所示，對(duì)比之前的方案，將微波變頻系統(tǒng)提升到開關(guān)網(wǎng)絡(luò)選擇之前，這樣在進(jìn)行微波開關(guān)網(wǎng)絡(luò)組選擇之前，就將射頻信號(hào)變頻到中頻信號(hào)，這樣信號(hào)微波網(wǎng)絡(luò)開關(guān)組使用的頻率為中頻信號(hào)，中頻的微波網(wǎng)絡(luò)開關(guān)組不同端口之間的衰減一致性相對(duì)射頻信號(hào)較一致。

在微波變頻系統(tǒng)里面加入自校正功能，自校正功能對(duì)于從天線根據(jù)不同波束號(hào)選擇下來的射頻信號(hào)以及在微波變頻里面使用的本振信號(hào)頻率對(duì)各個(gè)通道間不同幅度進(jìn)行校正，使得不同頻率在不同波束號(hào)間在經(jīng)過微波開關(guān)網(wǎng)絡(luò)組之后處于不同順序后，幅度一致性得到一定校正。

3.結(jié)論

根據(jù)以上設(shè)計(jì)，搭建了上面的微波變頻系統(tǒng)，并對(duì)該變頻系統(tǒng)校校正流程：正前和校正后的微波通道一致性進(jìn)行了測(cè)試。以下為搭建的微波變頻系統(tǒng)測(cè)試數(shù)據(jù)，如表4-1、4-2所示：

從校正前后我們可以發(fā)現(xiàn)該微波變頻通道在同一頻率下不同天線波束間的一致性比校正前改善約1.5dB左右，這對(duì)于改善數(shù)字接收機(jī)的測(cè)向精度起到比較大的作用。