1夕夕6年第2期现代电子总第万5期全相参雷达频率源设计的几点探讨方立军1)(电子工业部第38研究所合肥2303.摘要有关本文就全相参雷达频率饭设计进行探讨强调以系统观点来考虑一本振RF,、二本振及接收的方案实施。1引言、、现代全相参多普勒MTI等雷达对频率源的稳定性及可变频性能提出了很高的要求源军用雷达为抗自适应瞄准式有源杂波干扰反辐射导弹和利用捷变频对目标去相关,效应来增大作用距离频率源大都采用捷变频频率合成器方案,对于S,波段以上的频率频率点数大致频率间隔取点20一60波段频率源间隔为SMHz左右本文就是讨论全相参可变频雷达频率源的设计8~6MH1z,而L、P.2雷达对频率源要求全相参雷达关心频率源短期相对频偏△f值一本振频率高所以对一本振短期相对稳,,,,定度(短稳)△f/,,提出极高要求(短稳可用相噪反应)二本振及相参信号频率值相对较低相,,、lflf相同△f下对短期相对稳定度要求比一本振低f/和f2/倍可见一本振是系统频率稳,定度的关键、RF接收为实现高灵敏度抗镜相千扰多采用低噪声放大加二次变频技术,,频率源一二本振变频均可实现系统跳频一本振跳频合成较复杂并带来系统频率稳定性的损失,RF接收一中频恒定;二本振跳频易实现对系统的频率稳定性恶化小但,,,RF接收一中频是变化的会影响到RF接收设计图1是频率源、RF接收框图去中频接收激励裸去发射图1频率源、RF接收框图本文于一36一1996年3月7日收到。下面先讨论一本振合成一本振合成间接合成间接合成框图:,相f噪谱密度::w,一。。0。s少,。}}HG:。,,!t\\W,/“了“…。}汀二+答J。、谕/、少、、:。,夕`碑、、w,/、:“}…是PD了’/`H““,,`“…`1W,“一`*,“/s“zj式中Gs()是环路开环增益函数;Sr(谱密度;SvF试w)是、,w)是参考源相噪谱密度;SN(叻是分频器引人的相噪VCOPD引人的相噪谱密度;Sv)是o(wc相噪谱密度;s。纹波噪声和振动造成,式中前项可看作等效的环路输人噪声造成的相噪具有低通特性;后项由相关因素造成的具有高通特性N.vco寄生调频;kd鉴相灵敏度;k,是vCO压控灵敏度vco)。(w是电源.及其,Z不难看出N是导致环路带内相噪恶化的主要因素在,、、较大系统、,l相噪明显恶化f。间接合成电路简洁易于集成化模块化调试量小;而捷.变速度相噪较直接合成有所不及波段32锁相环中N取决于几频率间隔及点数16.例:一本振S,点(n)间隔,,10MHz如使其为,点(n)间隔,:,ZOMHz,N相应减小一倍中近区相噪会明显改善理论值约为6dB对于高增益环捷变时间:兀“4[乃(可)勺/砚`衬:=0707夕.式中,△f’是VCO,与参考信号之间起始频差;B是环路带宽B:可见N减小设计裕度增大失锁概率减小,,,几也明显缩短使锁相缺点改譬,,.剩下部分跳频由二本振直接合成实现该频率源是直接合成与间接合成相结合以求最优化32.直接合成一般合成(单元)简化框图:一37一xNz洲粉粉心x’开关开关l滤成波合从六八开关2参考源源+MuxNuN六晰洲粉开关n十MX八关于这种合成相噪具体分析见参考文献川文献指出直接合成的显著优点:)l)2据报导有最低相位噪声;,捷变速度快,.直接合成的最大缺点:)l)2降低.电路繁杂设备量大调试量大成本高,、,。;f点数减少间隔增大合成明显简化电路相噪引人会改善成本在以上合成中使l,,,,那些对相位噪声捷变速度特别苛求的雷达可采用这种方法.l的点数减少f,间隔增大那么如何使系统实现预定的跳频呢?4,二本振及RF接收二本振可完成部分跳频、在上例使二本振工作于n,21M点间隔为0,,HZ,雷达进行相,应控制即可实现系统的跳频要求:合成设备量性能指标均易实现中二本振间隔为10MHz对带宽,,,.(16)二x2(2n),=(3n2)二本振频率低增加1点工作其RF,由图1二本振跳频必使。接收一中频可变RF,上例即△f一中叔S、0MHz1在工程技术上接收一中频滤波器相Bw)、`Bw/f一中纽澎5%,C波段f一中孩一般为400一50oMHz20MH,z,这种情况下二本振跳频不会影响度更高,RF一5接收设计点但,如雷达需要跳频带更宽间隔更密频率稳定接收一中频带宽Bw二本振可设计3RF增大会影响二次镜相抑制可使用开关滤波技术5特殊要求应用对于全相参脉冲多普勒天气雷达为克服布网中同频镜相干扰一般要求频率为,、,3点可变间隔为10MHz,,.可采用一本振为点频而二本振.,3点可变既降低成本减少设,,备量又满足该雷达对频率源高稳性的要求6结束语本文重点是从系统工程观点分析几种雷达频率合成器的实现方法这种设计思想已一3,8一在我国第一部全相参脉冲多普物天气,达上实施具体见文献14今【1.,,效果良好。考.文欲[英]V:F克夕帕若孩率合成理论设计与皮用北京:月苗工业出版社夏研峰模块化亏达掩女孩率裸主要挂术指标初探上海旅天19列(3)[奖]杰里L伊伏斯等编现代甘达旅理北京:电子工业出版社方立军C故段称冲多普勒天气,达报绘吞设计方案分析39所所庆学术论文集(1肠5~电子工业部第招研究所编]I2][3[j4,.1卯5)1卯5年,3I7P一I”简讯瑞典空军装备首批Eriey瑞典防御设备管理局已经交付首批部队型号为态收发组件6e雷达系统,个E血界机载顶,雷达系统供瑞典空军使用z,,这种系统的公沁个固PS。890,它系E川彼段(2一幻H)相控阵,达天线工于飞机两侧夕.多长包含该系统既有级卒掩变又有全多普勒处理用低和中等膝冲重复续率侧各1050,,,。方位,盖为取劝。.或左右、其他设计特点是自适应彼形孩率铆翻和效字相位编妈脉冲压缩,其对村战斗祝之类目标的作用距离约为斗和七.面探蕊邀放导弹的距离却只有1只挂m左右.。碑苗达安狡在几10组通抽祝上瑞典空军将色帐天蜂改成安簇在机身之上的一个箱式结构之,中另外还增加了FS,,R知的全套功传;它们是徽我识别了二次监视甘达询问(任下MKU星,,,1~4标准)2一。1鱿’iH名的电子支板措施接收系统,饭性导艘系统和全球定位系统接收机以及话音和效据通。。讯设备飞机上增设了抽助电裸给场强空侧系旋彼电以给这些电子设备傲热,,TloB童飞机将最多装配三个操作员站,整个设备既侣起一个机载战斗机控翻/监视平台的作。用又能在劝典的整个防空网中起一个城补作用几10oBPS型原型机在,1994年7月I日挤带已5安装好的天线装t作了首次飞行试脸1侧拍。拐报导这种第二架飞机和,飞机已经达到生产标准并将与其位S卯雷达系统计泪于l卯6年交付,架断造的T,理飞机一起来完成这一计划。.已宜布的甘达订单19卯年才能完成翻形摘译自为..,目roE抽lCron七r地介翻阴:May19%,一39一