抗干擾電路在測控裝備中的設計與實(shí)現

　　眾所周知，接收機在無(wú)線(xiàn)電測控裝備中的位置介于天線(xiàn)和信號處理系統之間。其功能是從天線(xiàn)上所接收到的許多電磁信號中選出有用的目標回波，經(jīng)過(guò)放大、轉換以后送給信號處理或終端顯示設備。由于我們所需要的只是有用信號，其它不需要的電磁信號都稱(chēng)為干擾。

　　因此接收機的功能之一就是從包括干擾的信號中，選擇所需要的目標信號，并抑制干擾信號。在無(wú)線(xiàn)電測控裝備中，中頻接收機可采用多種抗干擾措施，以此提高了接收機的性能指標，以確保測控裝備信號處理和測量精度。

　　2.干擾的分類(lèi)及傳遞方式

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

　　2.1 干擾的分類(lèi)

　　根據無(wú)線(xiàn)電測控裝備中頻接收機的工作環(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：

　?。?）電源干擾： 這種干擾的現象十分普遍。它是由不同的電子系統（或同一系統中的不同電路）共用同一個(gè)電源時(shí)，由公共阻抗（即電源的內阻）的耦合會(huì )形成自身噪聲的輸出或對外來(lái)干擾的接收，從而引起中頻接收信號的干擾；

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

　?。?）反射噪聲干擾： 長(cháng)線(xiàn)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 )對其他電路形成噪聲干擾。測控裝備機房各種傳輸線(xiàn)非常多，極易對接收機產(chǎn)生干擾；

　?。?）自激振蕩所形成的干擾： 這種干擾在接收機中很常見(jiàn)。它是在具有放大功能的電路中由于不正當的正反饋耦合引起的自激振蕩所產(chǎn)生的噪聲干擾。

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

　　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，是因為存在著(zhù)一定的傳播途徑即耦合通道。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(lái)分，干擾的傳遞途徑有兩條：即通過(guò)空間輻射和通過(guò)導線(xiàn)傳導。

　　2.2.1通過(guò)導線(xiàn)傳導干擾

　　干擾通過(guò)導線(xiàn)傳輸主要通過(guò)公共阻抗耦合和接地環(huán)路耦合方式產(chǎn)生干擾。當設備或元器件公用電源線(xiàn)和地線(xiàn)時(shí)（在印制板上是電源軌線(xiàn)和地線(xiàn)軌線(xiàn)），設備或元器件之間就會(huì )通過(guò)公共阻抗產(chǎn)生相互干擾。電源線(xiàn)和地線(xiàn)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)生相當可觀(guān)的干擾電壓。當兩個(gè)設備相互間有信號連接，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(guò)空間傳播干擾

　　干擾通過(guò)空間傳播時(shí)，產(chǎn)生干擾的形式分為近場(chǎng)耦合和遠場(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(cháng)）則為近場(chǎng)耦合，干擾源通過(guò)電場(chǎng)和磁場(chǎng)對敏感電路產(chǎn)生干擾。

　　設備內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)則為遠場(chǎng)輻射干擾。一般設備或系統之間的干擾屬于遠場(chǎng)輻射干擾。

　　3.測控裝備抗干擾電路的技術(shù)實(shí)現

　　3.1 中頻接收機的組成及功能

　　以雷達測控裝備為例，中頻接收機主要包括中頻接收機組合和視頻接收機組合。其反射和應答通道的組成和原理框圖分別如圖2、3所示。

圖2 中頻接收機應答通道組成原理框

圖3 中頻接收機反射通道組成原理框

　　雷達中頻接收機是兩個(gè)獨立的三路單脈沖接收機，六路中頻接收機中可采用兩個(gè)32dB數控衰減器來(lái)實(shí)現接收機間數控AGC功能，為了保證衰減器全部衰減時(shí)系統的噪聲系數，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(xiàn)形調頻信號。

　　視頻接收組合是由I/Q正交鑒相器和視頻放大器組成。其中應用數控衰減器實(shí)時(shí)調整各路本振信號的相位，以達到補償接收機系統相位一致性的目的。最后輸出反射和應答的12路I/Q信號以及反射和應答的檢波信號。