超宽带接收机工程设计关键技术研究

超宽带接收机工程设计关键技术研究

论文摘要

本文对当前雷达无源侦察领域的发展进行了相关的跟踪探索,瞄准其中超宽带这一未来雷达侦察发展趋势,选择了工程设计中常遇到但一直未彻底解决的若干关键技术作为研究切入点,依托作者在几项实际工程中的实践经验,结合相关的理论研究,提出了工程设计中切实可行的对侦察接收若干技术要求的实现途径,并结合实际工程,简要地给出了实现的方法和试验测试的结果。在雷达无源侦察接收领域,宽带数字化是其重点发展的方向之一。由于侦察接收的是非协作信号,因此频域宽开,宽瞬时带宽一直是其最显著的特点和难点所在。现代的雷达侦察接收机所面临的是密集、复杂、交叠的信号环境,因此必须采用先进的接收系统和性能优良的数字信号处理系统。整个天线和接收系统在频域上应具有宽开性能,这已经成为衡量其性能的一个重要指标。侦察设备工作的频率是宽频带,一般而言要有多部接收机才能瞬时全覆盖,并且又需要瞬时测频接收机和外差式接收机组合使用。若采用独立波段接收机组合覆盖所要侦察的全频段,这样系统将异常复杂、造价非常高。可通过上、下变频到公用的某一频段,通常选择2~4GHz。这是一种较为可行的方式,即通常所说的超外差形式。文章分析了超宽带无源侦察接收机采用超外差形式时所产生的一些实际工程问题,如灵敏度下降,输出杂谐波抑制比下降等。在某些应用中,这些性能的下降是致命性的。微波超视距侦察是一种新型的无源侦察技术,为无源侦察开辟了一条新的道路,它对灵敏度提出了很高的要求。同时,面对复杂的电磁环境,保证较高的输出杂谐波抑制比对于信号分选的成功非常重要。解决上述问题是超宽带无源侦察接收设计的关键所在。频率变换中的组合干扰是造成宽开超外差式接收机灵敏度、输出杂谐波抑制比等性能恶化的主要原因之一。文章提出通过采用合理的信道划分、适当的变频方案等措施可以很好的解决组合干扰问题。从而提高输出杂谐波抑制比,改善灵敏度。文章还提出了其它一些超宽带无源侦察设计中的关键技术,并给出了相应的解决途径和方法。包括:逐级增益分配以取得灵敏度和动态范围指标的均衡;以计算高速ADC等效噪声为基础实现ADC和微波接收链路的匹配设计;提高多路接收通道之间的幅度及相位一致性的开环和闭环校正法,并给出了两个工程案例。最后,文章介绍了一个超宽带无源侦察接收工程设计方案及其应用情况。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 引言
  • 1.1 研究的目的和意义
  • 1.2 国内外研究情况
  • 1.2.1 雷达无源侦察的发展
  • 1.2.2 无源侦察接收机新的发展思路
  • 1.3 主要的研究工作
  • 1.4 本文的内容安排
  • 第2章 超宽带接收及其相关技术
  • 2.1 超宽带接收机的概念
  • 2.2 超宽带接收机的特点
  • 2.3 超宽带接收机常用的接收体制
  • 2.4 超宽带接收机分类及组成
  • 2.5 本章小结
  • 第3章 超宽带微波接收设计技术研究
  • 3.1 超宽带微波接收设计理论基础
  • 3.1.1 噪声系数
  • 3.1.2 灵敏度
  • 3.1.3 动态范围
  • 3.1.4 技术指标之间的相互关系
  • 3.2 超宽带接收机设计实用方案
  • 3.2.1 混频前的信道划分
  • 3.2.2 选择合适的变频方案
  • 3.3 接收链路的增益及其分配
  • 3.3.1 接收链路总增益的确定
  • 3.3.2 增益分配的准则
  • 3.4 组合干扰产生机理及抗干扰设计规律
  • 3.4.1 接收机中干扰产生的机理
  • 3.4.2 接收机抗干扰设计规律及方法
  • 3.5 本章小结
  • 第4章 超宽带接收数字化设计技术研究
  • 4.1 高速A/D转换器
  • 4.1.1 高速A/D转换器技术参数界定与分析
  • 4.1.2 超宽带接收中高速A/D转换器的选型
  • 4.2 超宽带接收中微波接收和ADC匹配设计
  • 4.2.1 ADC等效噪声系数的计算
  • 4.2.2 和微波前端功率增益的匹配
  • 4.3 本章小结
  • 第5章 多路接收通道之间幅相一致性的提高
  • 5.1 提高多路接收通道之间幅相一致性的意义
  • 5.2 引起各接收通道幅相误差的原因
  • 5.2.1 串扰及泄漏误差
  • 5.2.2 两路信号行程不等及频率起伏引起的误差
  • 5.3 幅度和相位误差的校正方法
  • 5.3.1 闭环式校正法
  • 5.3.2 开环式校正法
  • 5.4 幅度和相位误差校正的工程实践
  • 5.4.1 幅度校正的工程实践
  • 5.4.2 相位校正的工程实践
  • 5.5 本章小结
  • 第6章 超宽带接收工程设计实践
  • 6.1 引言
  • 6.2 工程概述
  • 6.2.1 工程应用背景
  • 6.2.2 国内外同类设备情况
  • 6.2.3 自研设备概况
  • 6.3 系统分析
  • 6.3.1 系统组成
  • 6.3.2 技术指标及其分配
  • 6.4 本章小结
  • 第7章 总结与展望
  • 7.1 本文总结
  • 7.2 未来展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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