一种通用型S波段遥测接收机的设计与实现

发布时间：2020-04-01 16:23

【摘要】：遥测接收机是为获得被测目标内的各组成部分状态参数的重要组成部分,遥测接收机获取飞行中的导弹、无人机等飞行信息,根据获得的各项参数数据,对被测目标的性能状态进行分析,特别是当飞行目标出现故障时,可以对各部分参数进行定位分析,对事后排查故障提供依据。目前采用的遥测发射机多使用固定频点,相对应的遥测地面站也都设为固定频点,这个在以往试验区飞行频次少的情况下,可以满足使用要求,随着现阶段试验区飞行次数的不断增多,固定频点越来越不满足大量试验的要求,容易受到同频的制约,多频点的遥测发射机/接收机这几年开始大量涌现。可以允许发射机在S波段内按照一定的频率间隔设定频点,并且频点可以在工作过程中灵活调整。相对应的遥测接收机也向大带宽、多频点、高稳定的方向不断发展。本课题以S波段通用遥测接收机为技术背景,设计了一种在S波段100MHz带宽的遥测频带内,具备多频点、大动态、高灵敏度的一种通用型遥测接收机。在方案设计上,课题立足于现有技术和创新相结合,在接收通道方面采用了较为成熟的超外差式二次混频接收体制,在接收通道的增益控制部分,采用了比较新颖的三级增益控制方法,提高了接收机的动态范围。在频率综合器的实现上,采用了较为先进的基于直接数字式频率合成和锁相环的频率合成器实现方案,实现了大带宽、小步进的设计要求,并且对系统的各项技术指标进行了理论仿真和计算,合理划分功能模块,采用模块化设计,增加量了系统的通用性。通过本文的研究,掌握了大动态、多频点、高灵敏度接收机的实现方法,完成了硬件的研制和测试。多个研究成果可移植到雷达、通信等其他领域的接收机中,本课题所研究的接收机已用于笔者所在单位的多个项目当中,改变了以往每个项目单独配置遥测接收机的状态,提高了遥测接收机的使用效率和通用型,应用前景广阔。
【图文】：

超外差式接收机,无线接收机

2.1 引言现代接收机一般采用一次或二次变频的超外差式接收机，对于镜频抑制度要求较高的场合，一般采用两次变频超外差体制的接收机，该体制接收机具有结构简单、灵敏度高、镜频抑制能力强等特点，该种体制的接收机已广泛应用于雷达、通信等领域，同时频率综合器采用基于 DDS 和 PLL 的频率合成技术，在实现多频点的同时，降低了设备功耗，具有体积小、维修性好、可移植性强等特点。2.2 超外差式接收机的基本原理无线接收机的主要任务是接收来自空间的微弱射频信号，选取适当的预选滤波器，将需要的信号从噪声及其他频率干扰中分离出来，经过放大、混频、滤波、模数转换等处理后，送入下一级信号处理进行数字部分处理，无线接收机一般来说分为超外差式、调谐高频、超再生式、等类型，超外差式接收机具有灵敏度高、增益高、选择性好喝适用性广泛等优点，是当前无线接收机应用最广的一种体制[2]。

原理图,接收机动态范围,原理,增益控制

申请上海交通大学工程硕士学位论文第二章遥测接收机的设计在设计中避免三阶交调点就要做到非线性性质的器件的输出信号功率尽可能保持ldB 压缩点之下，譬如放大器以及混频器，要让他们工作在非线性区。ldB 压缩点和交调截点直接关系到接收信号的质量，我们在设计电路，选择放大器件时要把它们作要参考指标来考虑[11]。2.2.5 接收机的增益控制技术接收机的大动态范围主要由 AGC（自动增益控制）或者 STC(灵敏度时间控制)技术现，STC 适合同一波束对应多个目标的情况下使用，例如搜索雷达等，接收机的增益标距离有关，在其他场合，一般选择使用 AGC 控制的方法，来实现接收机的增益控制高接收机的动态范围。在接收机的高频段由于高频电路设计较为复杂和难于实现等原接收机的增益控制一般由中频接收机来实现，并且在中频接收机中加入 AGC 模块实现动态范围。当输入信号较小时，接收增益放开，整机增益较大，当接收信号较大时，，由模块控制降低接收机的总增益，防止接收机进入饱和，以提高接收机的动态范围[12]，机动态范围的实现如图 2-5 所示。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V556;TJ760.6;TN74

【参考文献】