CN208076708U - 一种具有近程增益控制与调谐指示的中频对数检波放大器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开的一种具有近程增益控制与调谐指示的中频对数检波放大器，包含回波信号处理电路和调谐信号处理电路；所述回波信号处理电路包含依次连接的第一固定增益放大器、STC可变衰减器、第二固定增益放大器、第一带通滤波器、第一对数放大器、第一缓冲器；所述第一固定增益放大器另一端与信号输入端连接；所述调谐信号处理电路包含依次连接的第一固定增益放大器、第二带通滤波器、第二对数放大器、第二缓冲器；本实用新型采用两级固定增益放大器，STC可变衰减器，对数放大器，同时结合调谐指示，实现近程回波的增益控制，保证接收机大的输入动态范围，保障远距离和近距离回波检波的一致性，且能自动调谐，提升设备自动化使用效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及信号检波的技术研究领域，特别涉及一种具有近程增益控制与调谐指示的中频对数检波放大器。
背景技术
导航雷达是实现海上浮标、船只、海岸等目标的探测与检测跟踪，提供导航避碰信息，保障船只的航行安全。现有导航雷达中绝大部分采用的是单脉冲体制的磁控管雷达，在导航雷达的接收通路中雷达前端把X波段的脉冲信号下变频为60MHz的中频信号，急需一种既能实现导航雷达中频信号的检波、放大，又能实现近程增益控制，确保接收机在近距离强反射下不会出现饱和而影响近距离目标探测，还具备调谐指示功能的中频对数放大器。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种具有近程增益控制与调谐指示的中频对数检波放大器。
本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：
一种具有近程增益控制与调谐指示的中频对数检波放大器，包括调谐信号处理电路和回波信号处理电路；
所述调谐信号处理电路包含依次连接的第一固定增益放大器、第一带通滤波器、第一对数放大器、第一缓冲器；实现对雷达回波中频信号的放大、滤波以及回波脉冲的对数检波，检波后的信号作为接收机解调的参考信号输出。
所述回波信号处理电路包含依次连接的第一固定增益放大器、STC可变衰减器、第二固定增益放大器、第二带通滤波器、第二对数放大器、第二缓冲器；第一固定增益放大器另一端与信号输入端连接；实现对雷达回波中频信号的放大、近距离回波的增益控制、以及回波脉冲的对数检波功能。
优选的，还包括滤波器、电平转换器和转换器；所述电平转换器一端与可变衰减器连接，另一端与滤波器连接；所述滤波器还分别与转换器、第二带通滤波器连接；
优选的，电平转换器为AD817；
优选的，转换器为V3-0512S；
优选的，第一固定增益放大器27dB固定增益放大器，同时为低噪音放大器；用于降低整个中频放大器的噪声系数，提升输入的动态范围。
优选的，第一固定增益放大器为ASL19H。
优选的，STC可变衰减器为AT-635；采用专用数控衰减器用于抑制近程强回波，防止接收机饱和，并能够起到抑制海浪杂波的作用。
优选的，第二固定增益放大器为20dB固定增益放大器；用于回波处理电路信号的放大器处理，保证输出信号的较小动态。
优选的，第一对数放大器为AD8310，第二对数放大器为AD8310；采用专用的对数检波芯片，主要用于实现回波脉冲信号的包络检波，保证大的输入动态范围，较小的输出动态。
优选的，第一缓冲器为AD812，第二缓冲器为AD812；采用运放电路实现，主要用于提升电路的驱动能力；
其中运放电路具体为：第一缓冲器的1脚与电解电容的正极连接，电解电容的负极与电阻连接，第一缓冲器的1脚串联电阻后与本身的2脚连接，第一缓冲器的2脚通过串联电阻后与地连接，第一缓冲器的3脚与信号输入连接，并通过并联旁路电容与地连接，第一缓冲器的4脚与直流电源-12V连接，第一缓冲器的8脚与直流电源+12V连接,第一缓冲器其余引脚悬空。
优选的，第一带通滤波器和第二带通滤波器都采用椭圆LC带通滤波器滤波的电路形式；用于根据长、中、短三种脉宽，设置三种带宽分别为1.5MHz、4.8MHz和20MHz；
椭圆LC带通滤波器滤波的电路形式如下：LC带通滤波器的第一电容C1与第一二极管D1串联后与第二电容C2并联，第二电容C2与信号输入端串联，第三电容C3与第二电容C2并联，第四电容C4与第三电容C3并联，第一电感L11与第四电容C4并联，第五电容C5与第二电容C2串联，第二二极管D2与第五电容C5并联，第六电容C6与第五电容C5串联，第六电容C6与信号输出端串联。所述的第一二极管D1和第二二极管D2的导通和关闭用来选择滤波器的带宽。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本实用新型采用两级固定增益放大器，并采用STC可变衰减器，有效提高了接收灵敏度，且实现近程回波的增益控制，确保接收机在近距离强回波的情况下不会出现饱和，保证接收机大的输入动态范围；
2、本实用新型采用对数放大器进行对数检波，同时结合调谐指示，有效提升脉冲回波信号的检波效果，保障远距离和近距离回波检波的一致性，且能自动调谐，提升设备自动化使用效果。
附图说明
图1为本发明所述一种具有近程增益控制与调谐指示的中频对数检波放大器整体结构框图。
图2为本发明所述一种具有近程增益控制与调谐指示的中频对数检波放大器调谐信号处理电路和回波信号处理电路结构框图。
图3为本发明所述一种具有近程增益控制与调谐指示的中频对数检波放大器调谐信号处理电路的电路图。
图4为本发明所述一种具有近程增益控制与调谐指示的中频对数检波放大器回波信号处理电路的电路图。
图5为本发明所述一种具有近程增益控制与调谐指示的中频对数检波放大器的运放电路的电路图。
图6为本发明所述一种具有近程增益控制与调谐指示的中频对数检波放大器的椭圆LC带通滤波器滤波电路形式的电路图。
图7为本发明所述一种具有近程增益控制与调谐指示的中频对数检波放大器的检波输出曲线示意图。
图1中，1为第一固定增益放大器，2为第一带通滤波器，3为第一对数放大器，4为第一缓存器，5为STC可变衰减器，6为第二固定增益放大器，7为第二带通滤波器，8为第二对数放大器，9为第二缓存器,10为转换器，11为电平转换器，12为滤波器。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例：
一种具有近程增益控制与调谐指示的中频对数检波放大器，整体结构框图如图1所示，包含调谐信号处理电路和回波信号处理电路，如图2所示；
调谐信号处理电路包含依次连接的第一固定增益放大器、第一带通滤波器、第一对数放大器、第一缓冲器；实现对雷达回波中频信号的放大、滤波以及回波脉冲的对数检波，检波后的信号作为接收机解调的参考信号输出，如图3所示。
回波信号处理电路包含依次连接的第一固定增益放大器、STC可变衰减器、第二固定增益放大器、第二带通滤波器、第二对数放大器、第二缓冲器；第一固定增益放大器另一端与信号输入端连接；实现对雷达回波中频信号的放大、近距离回波的增益控制、以及回波脉冲的对数检波功能，如图4所示。
其中，调谐信号处理电路中：包括第一固定增益放大器，第一带通滤波器，第一对数放大器和第一缓冲器。第一固定增益放大器为27dB固定增益放大器，与信号输入端连接，带通滤波器与27dB固定增益放大器连接，第一对数放大器与第一带通滤波器连接，第一缓冲器与第一对数放大器连接。主要实现对雷达回波中频信号的放大、滤波以及回波脉冲的对数检波，检波后的信号作为接收机解调的参考信号输出；
其中，第一缓冲器、第二缓冲器都采用运放电路实现，主要用于提升电路的驱动能力；
运放电路具体为：第一缓冲器的1脚与电解电容的正极连接，电解电容的负极与电阻连接，第一缓冲器的1脚串联电阻后与第一缓冲器的2脚连接，第一缓冲器的2脚通过串联电阻后与地连接，第一缓冲器的3脚与信号输入连接，并通过并联旁路电容与地连接，第一缓冲器的4脚与直流电源-12V连接，第一缓冲器的8脚与直流电源+12V连接,第一缓冲器其余引脚悬空，如图5所示。
第一带通滤波器和第二带通滤波器都采用椭圆LC带通滤波器滤波的电路形式；其中第一带通滤波器的椭圆LC带通滤波器滤波的电路形式如下：LC带通滤波器的第一电容C1与第一二极管D1串联后与第二电容C2并联，第二电容C2与信号输入端串联，第三电容C3与第二电容C2并联，第四电容C4与第三电容C3并联，第一电感L11与第四电容C4并联，第五电容C5与第二电容C2串联，第二二极管D2与第五电容C5并联，第六电容C6与第五电容C5串联，第六电容C6与信号输出端串联。所述的第一二极管D1和第二二极管D2的导通和关闭用来选择滤波器的带宽，如图6所示。
回波信号处理电路中：
第一固定增益放大器主要用于降低整个中频放大器的噪声系数，降低后续电路插损带来的耗损，采用的是ASL19H，增益在60MHz时为27dB，输出一dB压缩点为22dBm，其器件本身噪声系数为2.2dB，具有比较好的输入动态范围。
STC可变衰减器用于抑制近程强回波，防止接收机饱和，并能够起到抑制海浪杂波的作用，STC曲线的有效时间为43.2uS，这里的STC可变衰减器采用AT-635，控制电压范围在-4～0V，总反应时间≤45ns，在60MHz时，衰减最大值为46dB。
第二固定增益放大器采用内匹配的放大器芯片实现，主要用于回波处理电路信号的放大器处理，保证输出信号的较小动态。
第二带通滤波器根据长、中、短三种脉宽，设置三种带宽分别为1.5MHz、4.8MHz、20MHz。
基于第二对数放大器的输入电平范围为-78dBm～17dBm，加上第一固定增益放大器到对数放大器的35dB增益，衰减最小插损为7dB，正常工作状态最小输入功率可达-113dBm，最大输入功率为22dBm，考虑到低噪声放大器的5dB插损，其动态范围达108dB。
输出信号动态范围主要决定为末级对数放大器的输出，对数检波器输出曲线如图7所示，其检波后的视频有效幅度范围为0.3V～2.8V，即视频信号的有效动态为19.4dB。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有近程增益控制与调谐指示的中频对数检波放大器，其特征在于，包含调谐信号处理电路和回波信号处理电路；
所述调谐信号处理电路包含依次连接的第一固定增益放大器、第一带通滤波器、第一对数放大器、第一缓冲器；所述第一缓冲器另一端与信号输出端连接；
所述回波信号处理电路包含依次连接的第一固定增益放大器、STC可变衰减器、第二固定增益放大器、第二带通滤波器、第二对数放大器、第二缓冲器；所述第一固定增益放大器另一端与信号输入端连接；所述第二缓冲器另一端接连至信号输出端。
2.根据权利要求1所述的一种具有近程增益控制与调谐指示的中频对数检波放大器，其特征在于，还包括滤波器、电平转换器和转换器；所述电平转换器一端与可变衰减器连接，另一端与滤波器连接；所述滤波器还分别与转换器、第二带通滤波器连接。
3.根据权利要求2所述的一种具有近程增益控制与调谐指示的中频对数检波放大器，其特征在于，所述电平转换器为AD817；所述转换器为V3-0512S。
4.根据权利要求1所述的一种具有近程增益控制与调谐指示的中频对数检波放大器，其特征在于，所述第一固定增益放大器为27dB固定增益放大器，同时为低噪音放大器。
5.根据权利要求4所述的一种具有近程增益控制与调谐指示的中频对数检波放大器，其特征在于，所述第一固定增益放大器为ASL19H。
6.根据权利要求1所述的一种具有近程增益控制与调谐指示的中频对数检波放大器，其特征在于，所述STC可变衰减器为AT-635。
7.根据权利要求1所述的一种具有近程增益控制与调谐指示的中频对数检波放大器，其特征在于，所述第二固定增益放大器为20dB固定增益放大器。
8.根据权利要求1所述的一种具有近程增益控制与调谐指示的中频对数检波放大器，其特征在于，所述第一对数放大器为AD8310，所述第二对数放大器为AD8310。
9.根据权利要求1所述的一种具有近程增益控制与调谐指示的中频对数检波放大器，其特征在于，所述第一缓冲器为AD812，所述第二缓冲器为AD812；第一缓冲器和第二缓冲器都采用运放电路实现，主要用于提升电路的驱动能力；
其中第一缓冲全运放电路具体为：第一缓冲器的1脚与电解电容的正极连接，电解电容的负极与电阻连接，第一缓冲器的1脚串联电阻后与第一缓冲器的2脚连接，第一缓冲器的2脚通过串联电阻后与地连接，第一缓冲器的3脚与信号输入连接，并通过并联旁路电容与地连接，第一缓冲器的4脚与直流电源负极连接，第一缓冲器的8脚与直流电源正极连接,第一缓冲器其余引脚悬空。
10.根据权利要求1所述的一种具有近程增益控制与调谐指示的中频对数检波放大器，其特征在于，所述第一带通滤波器和第二带通滤波器都采用椭圆LC带通滤波器滤波的电路形式；
其中第一带通滤波器的椭圆LC带通滤波器滤波的电路形式如下：LC带通滤波器的第一电容与第一二极管串联后与第二电容并联，第二电容与信号输入端串联，第三电容与第二电容并联，第四电容与第三电容并联，第一电感与第四电容并联，第五电容与第二电容串联，第二二极管与第五电容并联，第六电容与第五电容串联，第六电容与信号输出端串联。
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