二次雷达射频接收的应用
2017-03-15张译
张译
摘 要 二次雷达是识别雷达所发现目标的敌我属性的电子设备，主要用于军事监测和打击，装备在飞机、 舰艇 、坦克和雷达站的询问机或问答机，组成合作式的目标敌我识别系统。本文介绍增强型舰载识别器，该识别器扩大了识别目标的信息范围，提高了识别目标的可靠性、保密性和抗干扰性能等。
【关键词】开关滤波器组 收发隔离
本接收分机由2个接收通路组成，每路接收通道分为1路接收通道的宽带通道与另1路接收通道的窄带通道通过开关进行选择。宽带通道与窄带通道可以通过开关进行切换。中频输出为2路高增益通道和2路低增益通道输出。
1 技术要求
产品主要技术参数：
1.1 輸入信号（设计保证）
（1）射频输入通道数量：2；
（2）频率：**频段；
（3）带外抑制（高矩形系数滤波器）：
①RF中心频率-***MHz以外信号抑制：≥60dB，
②RF中心频率+***MHz以外信号抑制：≥60dB；
（4）最大输入信号电平：-19 dBm；
（5）最小输入信号电平：-99 dBm；
（6）抗饱和电平：0 dBm（窄带、非工作频率段测试）。
1.2 输出信号（4路）
窄带要求：
（1）中心频率：**MHz；
（2）信号带宽（B-3dB）：25 MHz±1.5 MHz；
（3）中频输出选择性：BW-60dB/ BW-3dB≤3（1500 MHz内，不包括IF MHz谐波和本振信号）。
2 设计原理
本组件包括2路接收通道。每路接收通道包含1路宽带通道和1路窄带通道，宽带通道采用高本振一次变频，本振为固定本振，输出分为高增益和低增益。窄带通道采用高本振一次变频，本振为跳频本振，输出分为高增益和低增益。
接收通道分为两路，接收A和接收B，其电路结构完全相同。以下是对接收A的简单描述，天线接收到信号，通过环形器后进入接收单元。进入接收单元首先经过限幅，以满足通道的限幅要求；在进入收发开关，当接收时开关导通，当发射时开关打开；后接预选滤波器，其对镜像和本振、中频泄漏进行抑制。再进入LNA，对接收的信号进行放大，并控制整个通道的噪声。
3 设计分析
指标分析：
3.1 输入信号
（1）抗饱和电平：0 dBm（窄带、非工作频率段测试）。在整个通道内，当非工作频率段有0 dBm的信号输入时，各个器件均为达到饱和，具体增益分配见图1。
带外抑制（高矩形系数滤波器）：
RF中心频率-100MHz以外信号抑制：≥60dB；RF中心频率+100MHz以外信号抑制：≥60dB；
抗饱和电平：0 dBm（窄带、非工作频率段测试）。
在整个通道内，当非工作频率段有0 dBm的信号输入时，各个器件均为达到饱和。
本方案的分段滤波器选用8选1滤波器组件。其作用主要是用于对接收通道的信号进行选通滤波。如表1所示。
8选1收发通用滤波器组件共有一个接收输入，一个发射输出端，一个公共端，输入端和输出端各有一个单刀八掷射频开关进行信号选通，选择某一路滤波器对通道信号进行滤波作用。如图2所示。
（2）接收通道一致性：输出电平≤0.6dB；时延差≤20ns（设计保证）；
各通道的增益设计都是一样的值，通道间还预留了调节位置，方便调试，每个通道间还有温补衰减器，保证在整个温度范围内通道输出电平一致性
≤0.6dB。通道时延是由滤波器产生，接收通道滤波器时延都为50ns，各个接收通道的时延都为150ns，时延差≤20ns。
3.2 输出信号
（1）窄带通道。中心频率：**MHz；信号带宽（B-3dB）：25 MHz±1.5 MHz；中频输出选择性：BW-60dB/ BW-3dB≤3（1500 MHz内，不包括IF MHz谐波和本振信号）。 IFMHz谐波（2次～5次）抑制：≥45dB；本振隔离：≥45dB
（2）宽带通道。中心频率：LxMHz；信号带宽（B-3dB）： ≥147 MHz；中频输出选择性：BW-60dB/ BW-3dB≤3（1500 MHz内，不包括IF MHz谐波和本振信号）。输出信号有滤波器指标决定；IF MHz谐波（2次～5次）抑制：≥45dB；本振隔离：≥45dB。
（3）噪声系数：≤5dB；
4 结束语
本文对接收机方案进行了电路可实现性的分析和指标论证，其中高矩形系数滤波器和多通道滤波器组提高了接收机的抗干扰能力，限幅器保护了电路中其他有源器件，开关组能够实现了各通道间的切换。模块内部器件采用标准化、模块化设计，尽量减少元器件、零部件的品种和数量，提高互换性和通用化程度。实现接收分机的功能和可靠工作。
参考文献
[1]罗军辉，罗勇江，白义臣，庞娜.Matlab7.0 在数字信号处理中的应用[M].北京：机械工业出版社，2005，156-162.
[2]孙国华，陈国发，雷达对抗.二次雷达信号模拟器的设计[M].北京：国防工业出版社，1999，156-241.
作者单位
海军装备部重庆局 四川省成都市 610036
