CN201514476U - 高频地波雷达接收机模拟前端 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及高频地波雷达技术领域，尤其涉及一种高频地波雷达接收机模拟前端。本实用新型基于软件无线电思想构建了一种射频直接采样结构用于高频地波雷达系统，包括限幅电路、收发控制开关、低通滤波电路、低噪声放大电路、电调滤波电路、数控增益电路、固定增益放大电路，所述限幅电路、收发控制开关、低通滤波电路、低噪声放大电路、电调滤波电路、数控增益电路、固定增益放大电路依次电连接。本实用新型具备电路结构简单，控制灵活，各种技术指标能够满足实际应用的需求，灵敏度小于-106dBm，无杂散动态范围大于70dB的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及高频地波雷达技术领域，尤其涉及一种高频地波雷达接收机模拟前端。
背景技术
传统的高频地波雷达接收机采用复杂的超外差结构，含有多级混频滤波电路，系统非常复杂，且功能单一，指标相对较低。为此人们提出软件无线电的设计思想，希望构建通用的硬件平台来满足不同领域的应用需求。
软件无线电射频前端有两种结构：一种是中频数字化采样结构，从天线进来的信号经过宽带的带通滤波器后，进行低噪放大、混频得到中频信号再采样；另一种结构是射频直接采样结构，主要由收发开关、滤波器、放大器等组成。由于受到工艺的限制这种结构在雷达中的应用还没有普及，但随着电子技术的发展，器件水平不断提高，尤其对于工作在短波段的高频地波雷达已经能够满足其要求。
实用新型内容
本实用新型提供一种高频地波雷达接收机模拟前端，以满足射频直接采样结构，并且使接收机的灵敏度小于-106dBm，无杂散动态范围大于70dB，同时设计工作频率、增益数控电路，以满足不同频率不同信道增益的需求，使操作简单快捷。
为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：
一种高频地波雷达接收机模拟前端，包括：
限幅电路、收发控制开关、低通滤波电路、低噪声放大电路、电调滤波电路、数控增益电路、固定增益放大电路，所述限幅电路、收发控制开关、低通滤波电路、低噪声放大电路、电调滤波电路、数控增益电路、固定增益放大电路依次电连接。
所述限幅电路采用两个反向PN管结构，限幅强度正负2V。
所述收发控制开关采用两级电路以提高通断隔离度，一级放在输入端，连接限幅电路和低通滤波电路，另一级放在输出端，与数控增益电路和固定增益放大电路相连。
所述电调滤波电路工作频率范围为4～10M，通过8位频率控制码控制工作频率，所述8位频率控制码由CPLD根据得到的串行码进行串并转换得到。
采用数控增益放大器提高控制精度和灵活性，其中增益控制码由CPLD产生，通过串行接口送入所述数控增益放大器。
所述数控增益电路与电调滤波电路和收发控制开关连接，控制引脚与CPLD连接，通过CPLD控制增益变化，增益可控范围为-11～17dB。
本实用新型具有以下优点和积极效果：
1)电路结构简单，控制灵活，各种技术指标能够满足实际应用的需求；
2)灵敏度小于-106dBm，无杂散动态范围大于70dB。
附图说明
图1是本实用新型提供的高频地波雷达接收机模拟前端的系统结构图。
图2是本实用新型提供的高频地波雷达接收机模拟前端的控制电路原理图。
其中，
1-限幅电路，2-收发控制开关，3-低通滤波电路，4-低噪声放大电路，5-电调滤波电路，6-数控增益电路，7-固定增益放大电路；21-串行接口，22-串行码，23-CPLD，24-频率码，25-收发脉冲控制。
具体实施方式
下面以具体实施例结合附图对本实用新型作进一步说明：
本实用新型提供的高频地波雷达接收机模拟前端，具体采用如下的技术方案，参见图1，包括：
限幅电路1、收发控制开关2、低通滤波电路3、低噪声放大电路4、电调滤波电路5、数控增益电路6及固定增益放大电路7，上述电路依次电连接。
限幅电路1处在系统最前端与天线相连，用于防止近地海洋回波使接收机过载，从而避免接收机饱和；在本实用新型的一个实施例中，限幅电路1可以采用两个反向PN管结构，限幅强度正负2V，用来抑制较强回波，改善接收机动态范围。
收发控制开关2接收来自限幅电路1输出的信号，采用两级电路以提高通断隔离度，在本系统中其中一级放在输入端，连接限幅电路和低通滤波电路；另一级放在输出端，与数控增益电路和固定增益放大电路相连。在本实用新型的一个实施例中，两级收发控制开关由同一个脉冲控制通断，两级级联使通断隔离度到达100dB以上，保证在发射期没有信号进入。
由于工作在短波段的接收机其噪声系数主要取决于外部噪声而非系统内部噪声，因此在通过收发控制开关2后，信号先经过30M的低通滤波电路3再通过宽带低噪声放大电路4，这样的结构有助于增加接收机的灵敏度。低通滤波电路3可以采用30M的低通，其输入端与收发控制开关2电连接，低噪放大电路4提供20dB的增益。
电调滤波电路5与低噪放大电路4的输出端相联，其工作频率范围选择在4～10M，插损2～3dB，工作频率可以通过8bit的频率码设置。
电调滤波电路5的输出与数控增益电路6连接，增益可控范围-11～17dB，通过串行接口实现控制，信号最后通过收发开关后至固定增益放大电路7输出，固定增益放大电路提供20dB放大倍数，与前端的低噪放大电路和数控放大电路一起保证系统增益范围在45dB左右。
本实用新型提供的高频地波雷达接收机模拟前端的控制电路原理，如图2所示，远程控制端将控制码，包括频率控制码和增益控制码，通过串行接口21以串行形式送入该系统，然后由CPLD23对串行码23进行串并转换，将频率码24转换为8位并行码送入电调滤波器5，将增益控制码通过三根控制线DATA、CLK、LTCH送入数控增益电路6，其中DATA为数据线，CLK为时钟信号，LTCH为选通信号；同时CPLD23还提供一个收发控制脉冲25，该脉冲与雷达工作时钟同步，以保证系统正常工作。
Claims (6)
1.一种高频地波雷达接收机模拟前端，其特征在于，包括：
限幅电路(1)、收发控制开关(2)、低通滤波电路(3)、低噪声放大电路(4)、电调滤波电路(5)、数控增益电路(6)、固定增益放大电路(7)，所述限幅电路(1)、收发控制开关(2)、低通滤波电路(3)、低噪声放大电路(4)、电调滤波电路(5)、数控增益电路(6)、固定增益放大电路(7)依次电连接。
2.根据权利要求1所述的高频地波雷达接收机模拟前端，其特征在于：
所述限幅电路(1)采用两个反向PN管结构，限幅强度正负2V。
3.根据权利要求1所述的高频地波雷达接收机模拟前端，其特征在于：
所述收发控制开关(2)采用两级电路以提高通断隔离度，一级放在输入端，连接限幅电路和低通滤波电路，另一级放在输出端，与数控增益电路和固定增益放大电路相连。
4.根据权利要求1所述的高频地波雷达接收机模拟前端，其特征在于：
所述电调滤波电路(5)工作频率范围为4～10M，通过8位频率控制码控制工作频率，所述8位频率控制码由CPLD根据得到的串行码进行串并转换得到。
5.根据权利要求1所述的高频地波雷达接收机模拟前端，其特征在于：
采用数控增益放大器提高控制精度和灵活性，其中增益控制码由CPLD(23)产生，通过串行接口送入所述数控增益放大器。
6.根据权利要求1所述的高频地波雷达接收机模拟前端，其特征在于：
所述数控增益电路与电调滤波电路和收发控制开关连接，控制引脚与CPLD(23)连接，通过CPLD控制增益变化，增益可控范围为-11～17dB。
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|---|---|---|---|---|
| CN105429658A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-03-23 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 一种基于射频直采的宽带数字信道化系统及方法 |
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