一种发射通道校正技术的实现

高机动性是雷达的重要指标之一,而相控阵雷达会因环境条件的变化造成波束指向精度下降及雷达性能的下降.分析了导致一个由多个行线阵组成的相控阵雷达系统发射波束指向精度下降的各种因素,以及寻找发射通道初始相位不一致导致雷达性能严重下降问题的最佳解决途径,给出了发射通道实时校正的工作原理,并详细论述了发射通道校正技术的实现方法.最后,以某高机动雷达为例,应用该方法进行实时校正得到的实际效果满足雷达波束指向精度对各发射通道相位一致性的要求.     

一种UHF波段8通道数字阵列模块设计

介绍了采用高精度数字延时补偿和一次有源混频方式的UHF波段8通道数字阵列模块,其内部集成8个相互独立的模拟收发通道、8通道数字接收、8通道数字波形产生,以及本振功分器、时钟分配器、分布式电源、数据传输和光电转换等部分,其单通道发射输出脉冲峰值功率大于180W,脉内信噪比大于55d B,脉冲顶降小于1d B,接收噪声系数小于2.0d B,接收信噪比大于55d B,通道间隔离度大于30d B。该数字阵列模块集成度高、接口简洁、性能稳定、环境适应能力强、可靠性高,现已批量应用于某远程预警相控阵雷达。     

八通道X波段射频数字一体化接收机设计

基于机载相控阵雷达的应用背景提出了一种X波段八通道窄带信号一体化接收机的电路设计方案。该电路基于微波板材CLTE XT和FR4板材进行台阶式PCB设计,将本振功分网络、射频下变频通道和数字接收集成设计实现,从而在一个标准ASAAC插件中完成模拟变频放大、数字解调、数据采集和融合传输等功能,符合高集成度、小型化的需求。本文介绍了其实现体制和架构、硬件方案设计仿真和FPGA设计实现。电路测试结果表明设计在X波段频率范围内满足瞬时动态范围、多通道幅度一致性和隔离度等各项指标要求。     

基于JESD204B协议的相控阵雷达下行同步采集技术应用

多通道数据的同步采集是数字相控阵雷达下行数据接收和处理要解决的关键问题。提出了支持JESD204B协议的模数转换器和支持JESD204B协议的FPGA软核相结合的设计方案。利用JESD204B协议的确定性延迟特性,只要保证通道间下行数据的相互延迟不超过一个多帧时钟周期,通过关键控制信号的设计和处理,通道间可以实现数据的同步,有效控制板内多片ADC之间进行同步采样,从而解决数字相控阵雷达下行数据因采集带来的相位一致性问题。     

功能可配置的数字变频芯片的研制与测试

为满足数字相控阵雷达对收发通道关键元器件国产化的需求,基于国内工艺线研制了一款数字变频芯片。该芯片包含双通道的数字下变频(DDC)与数字上变频(DUC)电路,通过LVDS 接口与SPI接口实现与上位机的数据交换。该芯片的抽取率/ 插值率、数字本振频率、相位偏置、通道幅度补偿系数、滤波器系数等参数均可配置,能够适应不同工作场景。通过修改数字变频器中数控振荡器(NCO)的相位偏置,可以实现对收发信号的移相操作,使与本芯片配对使用的TR组件可以取消移相器。通过门控时钟等低功耗设计大大降低了该芯片的平均功耗,减轻了供电与散热压力。经过芯片测试,该芯片的DDC与DUC的通带纹波<0. 05 dB,阻带衰减>70 dBc,平均功耗<1. 2 W,其功能与性能满足系统应用,为相控阵雷达收发通道的小型化与国产化提供了新的解决方案。     

相控阵雷达在线幅相校正

TR组件有源通道会随环境条件的变化引起雷达回波幅度和相位的变化,使得相控阵天线波束的指向精度下降、副瓣电平抬高,导致雷达系统在探测、成像、跟踪时失效。为此,通过对相控阵天线产生幅相误差原因的分析,提出了采用远场最优方向图和近场平均矢量法相结合的算法,对相控阵雷达进行非实时在线幅相校正,从而提高相控阵天线的幅相一致性,保证雷达系统正常工作。暗室试验和外场试验验证了算法的正确性和可实现性。     

一种基于LTCC的开关滤波器设计

LTCC(低温共烧陶瓷,Low Temperature Co-fired Ceramic)技术能有效减小系统体积和重量、提高系统的性能。讨论了一种用LTCC工艺加工的开关滤波器,该开关滤波器的设计中采用单元谐振器长度折叠的方法减小滤波器的体积;采用交错屏蔽孔的方式提高通道间隔离度;对级联焊盘处进行匹配性优化设计,改善通道波动。经仿真及实测表明该滤波器具有体积小,通道间隔离度高,通道波动小,可靠性高,生产加工一致性好等优点。     

用STAP提高机载相控阵雷达的测角精度

本文研究室时自适应处理（ＳＴＡ）在机载相控阵雷达测角方面的应用,提出了一种提高机载相控阵雷达比相测角精度的方法．这种方法在采用ＳＴＡＰ抑制杂波的同时,能够保证目标相位的一致性．本文还对其所使用的ＳＴＡＰ权作了讨论．     

3cm低相噪雷达频率综合器的研究

讨论了用于相控阵雷达的低相位噪声、高频谱纯度、快速频率捷变的频率综合器。该频率综合器具有８．５８－９．２７ＧＨＺ的第一本振频率范围、３０ＭＨＺ的频率间隔、小于１５μｓ的频率捷变时间和－１１５ｄＢｃ／Ｈｚ的基底相位噪声。     

有源相控阵雷达回波生成方法研究

有源相控阵雷达回波信号生成是进行相控阵雷达仿真的关键内容,为避免在仿真雷达有源天线特性时每个通道射频级回波信号运算量大的问题,提出基于中频的有源相控阵天线通道回波快速生成方法,在降低运算量的同时保持了相控阵接收通道回波之间的固有幅度、相位关系,采用变换法来产生通道噪声,使通道回波生成耗时控制在毫秒量级及系统仿真实现准实时。     

光通信技术在相控阵雷达系统中的综合应用

介绍了光通信技术在相控阵雷达系统中的综合应用,对模拟本振信号光传输、时钟同步信号光传输、光信号多路等相位分配技术、光纤延迟线以及回波数字信号的光传输等子系统进行了描述,介绍了其原理、方案框图及部分技术指标,这些可为光通信技术在相控阵雷达中的全面应用提供参考。     

一种X波段高功率多通道发射系统设计

在有源相控阵雷达为应用背景下,文中设计了一种以X波段发射组件为核心的发射系统,每个发射组件为发射系统的一个通道。发射组件是基于MMIC和MCM技术实现。该子阵输出功率＞80 W,通道间幅度一致性＜0.5 dB,具有连续波工作、体积小、发射功率大、可靠性高和一致性好等优点。     

低幅相畸变SAW滤波器技术研究

介绍了一种用于相控阵雷达的高相位一致性声表面波(SAW)滤波器,该种滤波器采用谐振型5换能器结构,基片材料为42°Y-X切型LiTaO3。通过对结构优化,提高了矩形系数,改善了群延时波动。制作出一款频率为500MHz,插入损耗1.2dB的滤波器,并该设计满足了相控阵雷达对声表面波滤波器高幅相一致性的要求,生产成品率提高。     

一种幅相一致性高可靠LC滤波器设计

针对批量生产的相控阵雷达发射-接收(T/R)组件对滤波器的幅相一致性要求较高的问题,该文分析了影响LC滤波器幅相一致性的因素,并从产品的电路原理和结构方面对与产品可靠性有关的元器件、工艺流程等因素进行了分析,设计了一款3 GHz带外抑制大于60 dB、多只间相位一致性≤5°、多只间幅度一致性≤0.2 dB的滤波器。结果表明,该滤波器具有较好的矩形系数、带外抑制和高幅相一致性,产品用于某高可靠星载系统T/R组件中,实现了批量生产对幅相一致性的要求。     

通道一致性误差对InSAR性能的影响分析

雷达设备收发分置带来的通道幅相一致性误差是单航过InSAR系统必须考虑的突出问题之一。该文建立了通道间幅度和相位一致性误差模型,采用面目标统计信号模型得到幅相误差存在时相干系数的计算结果,分析了通道一致性误差对InSAR干涉相位偏差和标准差的影响。最后利用地面半实物仿真试验得到实际雷达通道一致性误差引入的干涉测高误差,半实物试验结果与理论分析一致,验证了通道一致性误差影响分析的正确性。     

数字阵面系统中新型本振放大链路的设计与应用

数字T/R组件作为数字相控阵雷达系统的核心器件,其稳定性、可靠性直接影响系统的性能,而本振时钟信号的状态是数字组件稳定工作的前提。文中通过采用GaN功率器件和新型拓扑结构对链路增益重新分配,实现冗余设计。在频率源输出4 dBm～6 dBm的情况下,实现本振放大链路(单个本振放大器于50 W)200 W的输出功率,并通过阵面分配网络驱动数字组件的几千个数字通道。与传统本振放大链路的设计相比,新型放大链路可靠性可以提高一个数量级,进而使雷达系统可靠性提升;可实现阵面的多频收发功能,使数字雷达阵面具有多频收发的能力;抗干扰能力、远近目标检测和起伏目标检测等能力得到显著提高,并对雷达战术功能的丰富具有现实意义。     

一种双极化宽带相控阵贴片天线的设计

相控阵天线是由相位来控制波束指向的阵列天线,大带宽、双极化等特性是相控阵天线的特点.L型馈电和孔径耦合贴片天线带宽可达20％,但是一致性差,并且隔离度不高.针对上述问题,文章分析、改进了一种H缝隙的贴片天线并将之应用于相控阵领域,计算和测试结果表明:该种形式的双极化贴片天线完全可以应用于低剖面且具有较大带宽的相控阵天线,具有较大的实际应用价值.     

结合CPT的相控阵空中高机动目标参数估计

针对高机动目标多谱勒走动使得传统方法检测和参数估计性能下降的问题,提出了一种最优处理器框架下的结合三次相位变换(Cubic Phase Transform,CPT)的相控阵雷达空中高机动目标参数估计方法,该方法将三次相位变换引入相控阵体制,利用相控阵体制下回波相位的相关性,补偿接收信号空间相位,实现接收信号的相干积累,然后通过求取补偿后信号的相位函数矩阵,实现信号的参数分离,最后进行参数估计。仿真结果证明,该算法能够在输入信噪比较低、采样脉冲较少的情况下,获得较高的参数估计结果。      

使用声表面波器件的波形捷变雷达接收技术

讨论波形捷变雷达接收部分使用声表面波带通滤波器和声表面波色散延迟线进行信号处理的有关问题。分析声表面波器件的阻抗特性、插入损耗变化和寄生通带等对接收通道相位一致性、接收增益温度稳定性、正交相位检波幅度一致性及相位精度和处理增益等性能的影响。提出相应的相位均衡、温度补偿、阻抗均衡及寄生通带抑制等电路提高雷达接收性能。比较采取这些措施前后的性能参数变化。     

超宽带谐波混频器的设计

叙述了一种超宽带谐波混频器的原理、设计以及测试结果。该混频器主要由微带线巴伦、倍频器、单平衡混频器三部分组成。按中心频率为4.5 GHz设计出微带线巴伦结构,平衡端口输出相位差180°,具有尺寸小、损耗低、幅度相位一致性好等优点;采用AEROFLEX公司的MSPD2018型相位检波器作为混频器,该混频器采用阶跃恢复二极管倍频器与单平衡混频器并联结构,先倍频n次谐波后再与信号进行混频;传输线为四分之一波长线以提高端口间隔离度;利用微波电路仿真软件ADS对混频器进行基波和谐波分析。测试结果表明,在3～25 GHz的频率范围内,本振至中频的隔离度优于66 dB,其变频损耗的实测结果满足设计要求,在现有的宽带混频器中具有较好性能。