雷達(dá)模擬器與雷達(dá)的接口電路設(shè)計(jì)
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時(shí)間：2010-08-04
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
雷達(dá)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中發(fā)揮著舉足輕重的作用，隨著雷達(dá)技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)雷達(dá)裝備試驗(yàn)、性能檢測(cè)、故障診斷、保障和訓(xùn)練提出了更高的要求。在計(jì)算機(jī)電子技術(shù)快速發(fā)展和普及的當(dāng)下，基于PC機(jī)的雷達(dá)模擬器以其所具有的優(yōu)點(diǎn)成為解決這些問(wèn)題的最佳選擇。
雷達(dá)模擬器是不斷通過(guò)與上位機(jī)(PC機(jī))和雷達(dá)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信來(lái)生成模擬回波信號(hào)的。要使雷達(dá)模擬器生成的模擬回波信號(hào)能反映雷達(dá)接收真實(shí)目標(biāo)的所有信息，就需要根據(jù)雷達(dá)信號(hào)構(gòu)建模型和整體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，去采集雷達(dá)工作的狀態(tài)參數(shù)。雷達(dá)模擬器通過(guò)接口電路來(lái)采集回波信號(hào)模擬所需要的雷達(dá)狀態(tài)參數(shù)，經(jīng)過(guò)調(diào)理后再傳輸至模擬器的控制主板。主要的雷達(dá)狀態(tài)參數(shù)有雷達(dá)天線角度信號(hào)、雷達(dá)主脈沖、錐掃基準(zhǔn)信號(hào)和載波頻率大小。模擬器通過(guò)采集雷達(dá)天線角度信號(hào)作為雷達(dá)接收天線的當(dāng)前波束指向，用于判斷是否生成模擬回波信號(hào)和確定天線增益的大??；采集雷達(dá)主脈沖信號(hào)作為雷達(dá)信號(hào)模擬的時(shí)間基準(zhǔn)，使模擬的信號(hào)與雷達(dá)保持同步；采集雷達(dá)錐掃基準(zhǔn)信號(hào)為差信號(hào)的錐掃調(diào)制提供了相位基準(zhǔn)；采集雷達(dá)載波頻率用于調(diào)整回波模擬器射頻卡的本振輸出頻率，確保生成的射頻回波信號(hào)能夠被雷達(dá)接收。下面主要介紹雷達(dá)模擬器與雷達(dá)接口電路的硬件設(shè)計(jì)。
1 接口電路的硬件設(shè)計(jì)方案
對(duì)雷達(dá)裝備天線角度信號(hào)、主脈沖信號(hào)、錐掃基準(zhǔn)信號(hào)和雷達(dá)載波頻率等工作參數(shù)進(jìn)行分析，可以知道這些信號(hào)的形式、性能和參數(shù)都不一樣，因此雷達(dá)接口電路需要根據(jù)各信號(hào)的不同來(lái)設(shè)計(jì)相應(yīng)的采集調(diào)理電路。
1．1 天線軸角電路設(shè)計(jì)
天線方位角和高低角轉(zhuǎn)換電路的作用是將雷達(dá)天線的模擬角度信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字角度信息，并將數(shù)字化的角度信息傳輸至模擬器控制主板，主板根據(jù)雷達(dá)天線角度信息確定回波波束的作用范圍和目標(biāo)回波的天線增益大小。
雷達(dá)天線角度信息轉(zhuǎn)換采用旋轉(zhuǎn)變壓器一數(shù)字轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)。硬件電路以單片機(jī)為核心，包括天線軸角調(diào)理電路、基準(zhǔn)信號(hào)形成電路和串行通信電路等，電路框圖如圖1所示。
旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的信號(hào)一般為交流信號(hào)，以某型雷達(dá)為例，旋轉(zhuǎn)變壓器輸出幅度為±10 V左右的交流電壓信號(hào)。因?yàn)殡娐匪脝纹瑱C(jī)(C8051F020)的ADC轉(zhuǎn)換模擬電壓的范圍是0～VRFE(VRFE=2．45 V)，所以在進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換之前，必須首先對(duì)該模擬信號(hào)進(jìn)行降幅和去負(fù)值處理，這些任務(wù)由軸角信號(hào)調(diào)理電路來(lái)完成，如圖2所示。輸入軸角信號(hào)經(jīng)過(guò)電阻分壓和二極管負(fù)向門(mén)限電壓的作用后，再經(jīng)過(guò)電阻分壓輸出滿足單片機(jī)需要的信號(hào)。
評(píng)論