雷達模擬器與雷達的接口電路設計
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時(shí)間：2010-08-04
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
雷達在現代戰爭中發(fā)揮著(zhù)舉足輕重的作用，隨著(zhù)雷達技術(shù)的快速發(fā)展，對雷達裝備試驗、性能檢測、故障診斷、保障和訓練提出了更高的要求。在計算機電子技術(shù)快速發(fā)展和普及的當下，基于PC機的雷達模擬器以其所具有的優(yōu)點(diǎn)成為解決這些問(wèn)題的最佳選擇。
雷達模擬器是不斷通過(guò)與上位機(PC機)和雷達之間進(jìn)行數據通信來(lái)生成模擬回波信號的。要使雷達模擬器生成的模擬回波信號能反映雷達接收真實(shí)目標的所有信息，就需要根據雷達信號構建模型和整體系統的設計思想，去采集雷達工作的狀態(tài)參數。雷達模擬器通過(guò)接口電路來(lái)采集回波信號模擬所需要的雷達狀態(tài)參數，經(jīng)過(guò)調理后再傳輸至模擬器的控制主板。主要的雷達狀態(tài)參數有雷達天線(xiàn)角度信號、雷達主脈沖、錐掃基準信號和載波頻率大小。模擬器通過(guò)采集雷達天線(xiàn)角度信號作為雷達接收天線(xiàn)的當前波束指向，用于判斷是否生成模擬回波信號和確定天線(xiàn)增益的大??；采集雷達主脈沖信號作為雷達信號模擬的時(shí)間基準，使模擬的信號與雷達保持同步；采集雷達錐掃基準信號為差信號的錐掃調制提供了相位基準；采集雷達載波頻率用于調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接收。下面主要介紹雷達模擬器與雷達接口電路的硬件設計。
1 接口電路的硬件設計方案
對雷達裝備天線(xiàn)角度信號、主脈沖信號、錐掃基準信號和雷達載波頻率等工作參數進(jìn)行分析，可以知道這些信號的形式、性能和參數都不一樣，因此雷達接口電路需要根據各信號的不同來(lái)設計相應的采集調理電路。
1．1 天線(xiàn)軸角電路設計
天線(xiàn)方位角和高低角轉換電路的作用是將雷達天線(xiàn)的模擬角度信息轉換為數字角度信息，并將數字化的角度信息傳輸至模擬器控制主板，主板根據雷達天線(xiàn)角度信息確定回波波束的作用范圍和目標回波的天線(xiàn)增益大小。
雷達天線(xiàn)角度信息轉換采用旋轉變壓器一數字轉換器實(shí)現。硬件電路以單片機為核心，包括天線(xiàn)軸角調理電路、基準信號形成電路和串行通信電路等，電路框圖如圖1所示。
旋轉變壓器輸出的信號一般為交流信號，以某型雷達為例，旋轉變壓器輸出幅度為±10 V左右的交流電壓信號。因為電路所用單片機(C8051F020)的ADC轉換模擬電壓的范圍是0～VRFE(VRFE=2．45 V)，所以在進(jìn)行A／D轉換之前，必須首先對該模擬信號進(jìn)行降幅和去負值處理，這些任務(wù)由軸角信號調理電路來(lái)完成，如圖2所示。輸入軸角信號經(jīng)過(guò)電阻分壓和二極管負向門(mén)限電壓的作用后，再經(jīng)過(guò)電阻分壓輸出滿(mǎn)足單片機需要的信號。
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