測(cè)控裝備中抗干擾電路設(shè)計(jì)

　    1.引言

　　接收機(jī)的功能之一就是從包括干擾的信號(hào)中，選擇所需要的目標(biāo)信號(hào)，并抑制干擾信號(hào)。在無線電測(cè)控裝備中，中頻接收機(jī)可采用多種抗干擾措施，以此提高了接收機(jī)的性能指標(biāo)，以確保測(cè)控裝備信號(hào)處理和測(cè)量精度。

　　2.干擾的分類及傳遞方式

　　一般而言，無線電測(cè)控裝備中易受干擾的部分是中頻接收機(jī)，除此之外還有模擬器、溫度控制、伺服控制、視頻處理、中心機(jī)和控制機(jī)以及顯控臺(tái)等電子設(shè)備。因而，中頻接收機(jī)工作的電磁環(huán)境十分復(fù)雜。這些設(shè)備在工作時(shí)都會(huì)產(chǎn)生不同形式的噪聲干擾，影響接收機(jī)的工作性能。

　　2.1 干擾的分類

　　根據(jù)無線電測(cè)控裝備中頻接收機(jī)的工作環(huán)境，干擾按照其產(chǎn)生和傳播途徑的不同，一般可以分為以下幾種：

　　(1)電源干擾： 這種干擾的現(xiàn)象十分普遍。它是由不同的電子系統(tǒng)(或同一系統(tǒng)中的不同電路)共用同一個(gè)電源時(shí)，由公共阻抗(即電源的內(nèi)阻)的耦合會(huì)形成自身噪聲的輸出或?qū)ν鈦砀蓴_的接收，從而引起中頻接收信號(hào)的干擾;

　　(2)感應(yīng)噪聲干擾： 這種干擾在每個(gè)電路板的設(shè)計(jì)中都存在，它是由于電路布線或元器件安裝位置不合理而形成的相互間的電場(chǎng)感應(yīng)、磁場(chǎng)感應(yīng)以及電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的干擾;

　　(3)反射噪聲干擾： 長線傳輸中，由于傳輸阻抗不匹配會(huì)產(chǎn)生反射噪聲，而這種反射噪聲會(huì)對(duì)其他電路形成噪聲干擾。測(cè)控裝備機(jī)房各種傳輸線非常多，極易對(duì)接收機(jī)產(chǎn)生干擾;

　　(4)自激振蕩所形成的干擾： 這種干擾在接收機(jī)中很常見。它是在具有放大功能的電路中由于不正當(dāng)?shù)恼答侎詈弦鸬淖约ふ袷幩a(chǎn)生的噪聲干擾。

　　(5)失真噪聲干擾：信號(hào)在傳輸過程中，會(huì)由于電路工作異常而導(dǎo)致信號(hào)波形發(fā)生畸變。當(dāng)畸變波形的諧波分量較大時(shí)，特別是和接收機(jī)60MHZ中頻信號(hào)頻率相同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的干擾，影響接收機(jī)正常工作。

　　2.2 干擾的傳遞方式

　　噪聲源所產(chǎn)生的噪聲之所以能夠干擾正常工作的電子系統(tǒng)，是因?yàn)榇嬖谥欢ǖ膫鞑ネ緩郊瘩詈贤ǖ?。圖1所示為典型的噪聲傳播途徑框圖。

　　圖1 噪聲傳播途徑方框圖

　　從大的方面來分，干擾的傳遞途徑有兩條：即通過空間輻射和通過導(dǎo)線傳導(dǎo)。

　　2.2.1通過導(dǎo)線傳導(dǎo)干擾

　　干擾通過導(dǎo)線傳輸主要通過公共阻抗耦合和接地環(huán)路耦合方式產(chǎn)生干擾。當(dāng)設(shè)備或元器件公用電源線和地線時(shí)(在印制板上是電源軌線和地線軌線)，設(shè)備或元器件之間就會(huì)通過公共阻抗產(chǎn)生相互干擾。電源線和地線本身的電阻很低，但由于包含分布電感，所以高頻時(shí)其阻抗不可忽略。高頻干擾電流就會(huì)在公共阻抗上產(chǎn)生相當(dāng)可觀的干擾電壓。當(dāng)兩個(gè)設(shè)備相互間有信號(hào)連接，同時(shí)又各自在不同地點(diǎn)接地時(shí)，如果兩個(gè)接地點(diǎn)之間存在電位差，就會(huì)產(chǎn)生地環(huán)干擾。

　　2.2.2 通過空間傳播干擾

　　干擾通過空間傳播時(shí)，產(chǎn)生干擾的形式分為近場(chǎng)耦合和遠(yuǎn)場(chǎng)輻射兩種。如果敏感電路離干擾源的距離r<λ/2π(λ為干擾源最高頻率波長)則為近場(chǎng)耦合，干擾源通過電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)敏感電路產(chǎn)生干擾。

　　設(shè)備內(nèi)部各部分電路之間的干擾常為近場(chǎng)耦合方式。若r>λ/2π時(shí)則為遠(yuǎn)場(chǎng)輻射干擾。一般設(shè)備或系統(tǒng)之間的干擾屬于遠(yuǎn)場(chǎng)輻射干擾。

　　3.測(cè)控裝備抗干擾電路的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

　　3.1 中頻接收機(jī)的組成及功能

　　以雷達(dá)測(cè)控裝備為例，中頻接收機(jī)主要包括中頻接收機(jī)組合和視頻接收機(jī)組合。其反射和應(yīng)答通道的組成和原理框圖分別如圖2、3所示。

　　圖2 中頻接收機(jī)應(yīng)答通道組成原理框

　　圖3 中頻接收機(jī)反射通道組成原理框

　　雷達(dá)中頻接收機(jī)是兩個(gè)獨(dú)立的三路單脈沖接收機(jī)，六路中頻接收機(jī)中可采用兩個(gè)32dB數(shù)控衰減器來實(shí)現(xiàn)接收機(jī)間數(shù)控AGC功能，為了保證衰減器全部衰減時(shí)系統(tǒng)的噪聲系數(shù)，在兩個(gè)衰減器之間增加了放大器。反射通道采用了三種SAW脈沖壓縮器件以處理各種波形的線形調(diào)頻信號(hào)。

　　視頻接收組合是由I/Q正交鑒相器和視頻放大器組成。其中應(yīng)用數(shù)控衰減器實(shí)時(shí)調(diào)整各路本振信號(hào)的相位，以達(dá)到補(bǔ)償接收機(jī)系統(tǒng)相位一致性的目的。最后輸出反射和應(yīng)答的12路I/Q信號(hào)以及反射和應(yīng)答的檢波信號(hào)。

　　3.2中頻接收機(jī)抗干擾的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

　　無線電測(cè)控裝備用于靶場(chǎng)試驗(yàn)的精密跟蹤測(cè)量時(shí)，對(duì)接收機(jī)的靈敏度、動(dòng)態(tài)范圍和增益都提出了很高的要求。而降低接收機(jī)內(nèi)部噪聲和外界干擾則是實(shí)現(xiàn)接收機(jī)高精度工作的關(guān)鍵。故在中頻接收機(jī)中采取相應(yīng)的措施來解決這些問題是最為有效的。