一种高中频雷达数字接收机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种高中频雷达数字接收机，属于雷达通信技术领域，解决了现有技术射频滤波组件过于复杂、输出信号不稳定且不可靠的问题。该接收机包括射频信号调理电路、本振信号产生电路、混频电路和数字控制电路；其中，混频电路的射频输入端与射频信号调理电路的输出端连接，其本振输入端与本振信号产生电路的输出端连接，其输出端与数字控制电路的输入端连接；数字控制电路的输出端一输出数字基带信号至外部上位机，其输出端二与本振信号产生电路输入端连接。该接收机采用高中频设计方式，在保障镜频抑制的前提下，简化射频信号调理电路，并且，采用数字控制电路对本振信号进行精准控制，最终获得稳定且可靠的数字基带信号。

A digital receiver for HF radar

The utility model relates to a high and medium frequency radar digital receiver, which belongs to the technical field of radar communication, and solves the problems of the existing technology that the RF filter component is too complex, the output signal is unstable and unreliable. The receiver includes a RF signal conditioning circuit, a local oscillator signal generating circuit, a mixing circuit and a digital control circuit; wherein, the RF input end of the mixing circuit is connected with the output end of the RF signal conditioning circuit, the local oscillator input end is connected with the output end of the local oscillator signal generating circuit, and the output end is connected with the input end of the digital control circuit; the output end of the digital control circuit is one The digital baseband signal is output to the external upper computer, and the output terminal 2 is connected with the input terminal of the local oscillator signal generation circuit. The receiver adopts the high if design mode, simplifies the RF signal conditioning circuit on the premise of ensuring the mirror frequency suppression, and uses the digital control circuit to precisely control the local oscillator signal, and finally obtains the stable and reliable digital baseband signal.

【技术实现步骤摘要】
一种高中频雷达数字接收机
本技术涉及雷达通信
，尤其涉及一种高中频雷达数字接收机。
技术介绍
随着无线电通信技术和雷达技术日新月异的发展，雷达接收机需要根据不同的使用需求，在传统接收机的基础上进行功能和性能的扩展。例如，高原无人值守雷达要求能抗高原恶劣环境，实现无人值守。传统二次雷达数字接收机只能实现单一的信号接收、数字预处理及外部通信，为保障镜频抑制指标，需采用选频组件或者二次变频的方式实现接收机射频滤波，射频滤波组件过于复杂造成了电路成本过高，并且，本振信号可能受到外界干扰，造成最终输出信号不稳定、不可靠。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本技术旨在提供一种高中频雷达数字接收机，用以解决现有技术射频滤波组件过于复杂、且输出信号不稳定不可靠的问题。本技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一种高中频雷达数字接收机，包括射频信号调理电路、本振信号产生电路、混频电路和数字控制电路；其中，混频电路的射频输入端与射频信号调理电路的输出端连接，其本振输入端与本振信号产生电路的输出端连接，其输出端与数字控制电路的输入端连接；数字控制电路的输出端一输出数字基带信号至外部上位机，其输出端二与本振信号产生电路输入端连接。本技术有益效果如下：传统接收机的中频信号为60～70MHz，本技术中混频电路输出信号采用高中频的设计方式，即大于70MHz，在保障镜频抑制的前提下，简化了射频信号调理电路(包括射频滤波组件)。具体地，高中频设计方式下，混频电路中射频频率和本振频率相距更远，射频信号调理电路带外抑制能容易地满足镜频抑制要求，相比传统中频接收机射频滤波电路由4种不同频率的带通滤波器组成，其还需要两级开关进行频率切换，将信号切换到相应频率的滤波器进行滤波处理，本技术大大简化了电路设计。并且，由于采用数字控制电路对本振信号进行精准控制，最终获得的数字基带信号稳定且可靠。经大量试验证明，本技术特别适用于高原无人值守雷达，也适用于普通二次雷达系统。在上述方案的基础上，本技术还做了如下改进：进一步，高中频雷达数字接收机还包括中频信号调理电路；其中，所述中频信号调理电路的输入端与混频电路的输出端连接，其输出端与数字控制电路的输入端连接。采用上述进一步方案的有益效果是：通过中频信号调理电路，能够优化混频电路输出信号，使其满足数字控制电路输入要求。进一步，所述射频信号调理电路包括自检频率源、耦合器一、限幅器、低噪声放大器、射频带通滤波器；其中，耦合器一的输入端一接射频输入信号，其输入端二与自检频率源输出端连接，其输出端依次经限幅器、低噪声放大器与射频带通滤波器输入端连接；射频带通滤波器输出端与混频电路的射频输入端连接。采用上述进一步方案的有益效果是：通过自检频率源输出信号，可在控制电路中进行内部结构自检(自检频率源由数字控制电路控制而产生类似输入信号样式的自检信号，该自检信号配合后续设置的电压检测模块可检测模拟电路是否存在故障)，例如电压、电流是否正常(电压电流检测由电压监测模块完成)，发现接收机内部状态异常后，工作人员可采取处理措施进行处理。进一步，所述本振信号产生电路包括外本振源、内本振源、开关、耦合器二、耦合器三；其中，耦合器二的输入端与内本振源输出端连接，其输出端一与数字控制电路本振输入端一连接，其输出端二与开关输入端一连接；耦合器三的输入端与外本振源输出端连接，其输出端一与数字控制电路本振输入端二连接，其输出端二与开关输入端二连接；开关输出端与混频电路的本振输入端连接；外本振源、内本振源的控制端与数字控制电路的输出端二连接。采用上述进一步方案的有益效果是：采用两种本振源的设计方式，当外本振源故障时，接收机可通过开关切换到内本振源工作。这种设置增加了电路可靠性，即一个本振源为备用本振电路，当一本振源故障时，启用另一本振源可保证本振电路正常工作，即实现智能健康管理的一种功能。进一步，所述中频信号调理电路包括依次连接的数控衰减器一、中频放大器一、数控衰减器二、中频滤波器一、中频放大器二、中频滤波器二和功分器。采用上述进一步方案的有益效果是：现有技术一般采用一级数控衰减，专利技术人经过大量试验发现采用两级数控衰减能够明显扩展中频信号的动态范围，即从50～60dB扩展到80dB，其动态范围明显增大。进一步，所述数字控制电路包括检波器、比较器、隔离驱动器、FPGA、模数转换器、时钟管理芯片；其中，检波器的输入端与耦合器二、耦合器三的输出端一连接，其输出端经比较器、隔离驱动器与FPGA输入端一连接；时钟管理芯片输出端与FPGA和模数转换器的时钟端连接；175MHz模拟中频输入信号经与模数转换器与FPGA输入端二连接；FPGA输出端一经隔离驱动器与外本振源、内本振源的控制端连接。采用上述进一步方案的有益效果是：检波器只是检测内外本振源输出的本振信号的幅度大小，在其幅度大小不符合预设要求时，进行本振信号切换，从外本振源切换到内本振源，或者反之，这种配置可增加电路可靠性。进一步，所述数字控制电路还包括网络模块、存储芯片、串口芯片；其中，FPGA的网络端经网络模块或串口芯片与外部总线连接；FPGA的数据端与存储芯片连接。采用上述进一步方案的有益效果是：网络模块、存储芯片、串口芯片分别使得接收机具有网络连接、数据存储、外部通信功能。进一步，所述数字控制电路还包括温度传感器、电压监测模块；其中，温度传感器、电压监测模块的输出端分别与FPGA数据端连接。采用上述进一步方案的有益效果是：通过温度传感器、电压监测模块，使得数字控制电路可以监测接收机实时温度、电流、电压以及通道增益(即模拟电路增益，信号经过模拟电路后的放大量)。具体地，当检测到接收机温度偏高，数字控制电路可发出警报，工作人员(一般由二次雷达询问机自动处理，无须人为进行)进行降温处理。通过电压监测模块，数字控制电路可监测接收机内部电压、电流是否异常(幅度过高)，异常时，可能烧毁内部器件，当该电路监测到异常时，可上报二次雷达询问机，然后可选择切换到备用接收机进行工作，以保护接收机内部电路不被烧毁。当数字控制电路通过电压监测模块检测到通道增益下降4dB以内，接收机和外部上位机(二次雷达询问机系统)可以正常工作，通道增益下降大于4dB时，接收机灵敏度性能开始下降，数字控制电路可发出警报，工作人员(二次雷达询问机自动切换，无需人员操作)可启用备用接收机。进一步，还包括电源转换模块；其中，外部电源经电源转换模块与FPGA连接。采用上述进一步方案的有益效果是：通过电源转换模块，可选用适当的外部电源为FPGA和整个电路供电。有利于降低对外部电源的供电要求。进一步，混频电路输出端输出的中频信号频率为175MHz；所述外部上位机为二次雷达询问机。采用上述进一步方案的有益效果是：传统接收机的中频信号为60～70MHz，上述进一步方案采用175MHz。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高中频雷达数字接收机，其特征在于，包括射频信号调理电路、本振信号产生电路、混频电路和数字控制电路；其中，/n混频电路的射频输入端与射频信号调理电路的输出端连接，其本振输入端与本振信号产生电路的输出端连接，其输出端与数字控制电路的输入端连接；数字控制电路的输出端一输出数字基带信号至外部上位机，其输出端二与本振信号产生电路输入端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种高中频雷达数字接收机，其特征在于，包括射频信号调理电路、本振信号产生电路、混频电路和数字控制电路；其中，
混频电路的射频输入端与射频信号调理电路的输出端连接，其本振输入端与本振信号产生电路的输出端连接，其输出端与数字控制电路的输入端连接；数字控制电路的输出端一输出数字基带信号至外部上位机，其输出端二与本振信号产生电路输入端连接。


2.根据权利要求1所述的高中频雷达数字接收机，其特征在于，还包括中频信号调理电路；其中，
所述中频信号调理电路的输入端与混频电路的输出端连接，其输出端与数字控制电路的输入端连接。


3.根据权利要求1或2所述的高中频雷达数字接收机，其特征在于，所述射频信号调理电路包括自检频率源、耦合器一、限幅器、低噪声放大器、射频带通滤波器；其中，
耦合器一的输入端一接射频输入信号，其输入端二与自检频率源输出端连接，其输出端依次经限幅器、低噪声放大器与射频带通滤波器输入端连接；射频带通滤波器输出端与混频电路的射频输入端连接。


4.根据权利要求1或2所述的高中频雷达数字接收机，其特征在于，所述本振信号产生电路包括外本振源、内本振源、开关、耦合器二、耦合器三；其中，
耦合器二的输入端与内本振源输出端连接，其输出端一与数字控制电路本振输入端一连接，其输出端二与开关输入端一连接；耦合器三的输入端与外本振源输出端连接，其输出端一与数字控制电路本振输入端二连接，其输出端二与开关输入端二连接；开关输出端与混频电路的本振输入端连接；外本振源、内本振源的控制端与数字控制电路的输出端二连接。


5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋福生，李伟，李艳霞，
申请(专利权)人：四川九洲电器集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：四川;51