全固態(tài)連續(xù)波導(dǎo)航雷達(dá)設(shè)計(jì)方案(編輯修改稿)
2025-05-22 00:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，SFC電路應(yīng)放在緊接混頻器之后的位置，非常近距離的超大目標(biāo)回波的抑制靠交流耦合電路實(shí)現(xiàn)。發(fā)/收信號(hào)泄漏FMCW雷達(dá)發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的信號(hào)泄漏問題是該體制雷達(dá)面臨的最突出問題。泄漏的影響表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是當(dāng)發(fā)射機(jī)泄漏到接收機(jī)的信號(hào)過強(qiáng)，使接收機(jī)前端飽和甚至燒毀；二是泄漏信號(hào)的噪聲邊帶落入差拍信號(hào)的有效帶寬內(nèi)，嚴(yán)重限制了小信號(hào)的檢測。因而，從某種意義上講，F(xiàn)MCW雷達(dá)對(duì)弱小目標(biāo)的探測能力并不完全受限于接收機(jī)的靈敏度，而在很大程度上取決于收發(fā)隔離度。LOWRANCE雷達(dá)解決收/發(fā)隔離問題采取的是收、發(fā)雙天線分置的傳統(tǒng)途徑。目前從公開資料上查不到隔離度指標(biāo)，但從其天線結(jié)構(gòu)和兩個(gè)天線的間距推測，隔離度應(yīng)該大于60dB。在收、發(fā)天線分置的FMCW系統(tǒng)中，發(fā)射信號(hào)除了可以通過收、發(fā)天線的空間耦合泄漏到接收通道，還可能通過收發(fā)模塊的電路間耦合到接收電路。所以，在收發(fā)前端設(shè)計(jì)時(shí)，必須仔細(xì)考慮單元電路的隔離和屏蔽。相位噪聲對(duì)系統(tǒng)性能的影響由于FMCW雷達(dá)不可避免的信號(hào)泄漏，加上該體制雷達(dá)一般采用“零拍型”接收方案，發(fā)射信號(hào)相位噪聲對(duì)系統(tǒng)性能的影響在方案設(shè)計(jì)和電路設(shè)計(jì)階段都必須加以仔細(xì)考慮。任何射頻產(chǎn)生電路在產(chǎn)生發(fā)射信號(hào)的過程中除產(chǎn)生所需要的信號(hào)外，還不可避免地同時(shí)產(chǎn)生相位噪聲。從頻譜上看，相位噪聲譜對(duì)稱分布于主信號(hào)譜兩邊。噪聲邊帶可分為兩個(gè)部分：一部分相互之間及與主載頻譜線之間的相位關(guān)系構(gòu)成調(diào)幅（AM）噪聲；另一部分構(gòu)成調(diào)制度很小的頻率調(diào)制（FM）噪聲。噪聲的一部分由于隔離度的限制泄漏到接收機(jī)的輸入端；對(duì)零拍型FMCW雷達(dá)，本振信號(hào)直接取之于發(fā)射信號(hào)的一部分。因而，發(fā)射信號(hào)的邊帶噪聲也要作用于混頻器的本振輸入端。泄漏信號(hào)與本振的相互作用使一部分噪聲變換到差拍中頻，差拍中頻中的這一部分噪聲將直接影響接收機(jī)的靈敏度。FMCW雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)為了減少邊帶噪聲的影響，除了在信號(hào)產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)時(shí)盡量采取低噪聲方案，還必須在接收機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)采取抑制信號(hào)邊帶噪聲的措施。為了抑制本振的AM噪聲，混頻器電路一般采用平衡混頻器，但即使采用平衡混頻器，泄漏到混頻器信號(hào)輸入端的發(fā)射信號(hào)中的AM噪聲仍會(huì)變換到差拍中頻中去。抑制FM噪聲的有效措施是對(duì)消，對(duì)消的原理是保持泄漏到混頻器信號(hào)輸入端的信號(hào)和本振信號(hào)有盡量一致的傳輸路徑長度。這樣，兩路信號(hào)的FM噪聲保持高度的相關(guān)性，混頻器輸出的FM噪聲就得到了有效的抑制。通過精心設(shè)計(jì)，這種方法可取得相當(dāng)好的效果。所以，盡管發(fā)射噪聲中的FM噪聲電平遠(yuǎn)高于AM噪聲電平，但通過對(duì)消，F(xiàn)M噪聲對(duì)差拍中頻的影響甚至小于AM噪聲。當(dāng)允許因相位噪聲泄漏引起的噪聲功率增加n倍，相噪、隔離度等參數(shù)應(yīng)滿足以下關(guān)系：式中： Pt為發(fā)射功率，單位dBm 為發(fā)射相位噪聲，單位dBc/Hz R為收發(fā)隔離度，單位dB C為對(duì)消比，單位dB 174為熱噪聲功率，單位dBm/Hz F為噪聲系數(shù)，單位dB近距離強(qiáng)雜波和大目標(biāo)的影響由于體制的特殊性，近距離固定地物的回波和大目標(biāo)的回波所含發(fā)射信號(hào)相位噪聲對(duì)目標(biāo)檢測有顯著影響。這種影響的機(jī)制與泄漏信號(hào)的影響是一樣的，但由于雜波或強(qiáng)回波位置是不確定的，無法采用固定對(duì)消的方法實(shí)現(xiàn)FM噪聲的有效抑制。強(qiáng)回波對(duì)檢測的影響如下圖所示：圖強(qiáng)回波的影響從圖中可以看到，在強(qiáng)回波附近，噪聲基底被抬高，如在大目標(biāo)或近區(qū)地物附近有小目標(biāo)，小目標(biāo)將很難被檢測出來。減小強(qiáng)雜波和
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1