雷達(dá)模擬器與雷達(dá)的接口電路設(shè)計
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雷達(dá)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中發(fā)揮著舉足輕重的作用，隨著雷達(dá)技術(shù)的快速發(fā)展，對雷達(dá)裝備試驗、性能檢測、故障診斷、保障和訓(xùn)練提出了更高的要求。在計算機(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)點成為解決這些問題的最佳選擇。
雷達(dá)模擬器是不斷通過與上位機(jī)(PC機(jī))和雷達(dá)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信來生成模擬回波信號的。要使雷達(dá)模擬器生成的模擬回波信號能反映雷達(dá)接收真實目標(biāo)的所有信息，就需要根據(jù)雷達(dá)信號構(gòu)建模型和整體系統(tǒng)的設(shè)計思想，去采集雷達(dá)工作的狀態(tài)參數(shù)。雷達(dá)模擬器通過接口電路來采集回波信號模擬所需要的雷達(dá)狀態(tài)參數(shù)，經(jīng)過調(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、雷達(dá)主脈沖、錐掃基準(zhǔn)信號和載波頻率大小。模擬器通過采集雷達(dá)天線角度信號作為雷達(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和確定天線增益的大?。徊杉走_(dá)主脈沖信號作為雷達(dá)信號模擬的時間基準(zhǔn)，使模擬的信號與雷達(dá)保持同步；采集雷達(dá)錐掃基準(zhǔn)信號為差信號的錐掃調(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。
1 接口電路的硬件設(shè)計方案
對雷達(dá)裝備天線角度信號、主脈沖信號、錐掃基準(zhǔn)信號和雷達(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)各信號的不同來設(shè)計相應(yīng)的采集調(diào)理電路。
1．1 天線軸角電路設(shè)計
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)變壓器輸出的信號一般為交流信號，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。因為電路所用單片機(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，必須首先對該模擬信號進(jìn)行降幅和去負(fù)值處理，這些任務(wù)由軸角信號調(diào)理電路來完成，如圖2所示。輸入軸角信號經(jīng)過電阻分壓和二極管負(fù)向門限電壓的作用后，再經(jīng)過電阻分壓輸出滿足單片機(jī)需要的信號。
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