高频地波雷达频谱监测仪的设计
【图文】：
成一次频谱监测。现有的雷达系统的一个完整的扫频周期Ｔ＝１２５ｍｓ，每个扫频周期的间隔Ｔｉｎｔ＝３．１２５ｍｓ，，门控脉冲的周期Ｔｑ＝３．１２５ｍｓ，脉冲宽度Ｔｐ＝（３．１２５／２）ｍｓ。也就是我们需要在（３．１２５／２）ｍｓ内作一次采样，现以天线接收１２～１３．５ＭＨｚ的信号为例说明，为了更清楚地理解频谱监测的过程，可以看图３的信号流程图。图３频谱监测的信号流图文中设计的频谱监测仪的低通滤波器截止频率为３００Ｈｚ，Ａ／Ｄ采样频率为１００ｋＨｚ，每一次的频谱监测共有采样８个脉冲间隔时间（Ｔａｄ＝８×３．１２５／２）ｍｓ，则可采集１２５０（１００×１０３×８×３．１２５／２×１０－３）个点，然后作ＦＦＴ，得到３００Ｈｚ带宽内的信号信息，同时，ＤＤＳ转换一次频率ｆＬ０＋１ｋＨｚ，进行下一帧的采样。如此积累，完成整个频段的频谱监测时间为（８×Ｔｑ×１５００＝３７５００）ｍｓ。然后对采集完的所有信号进行统计分析，得出外部噪声信号的频谱，从而为雷达选择合适的工作频率作参考。２频谱监测仪的系统电路设计及实现２．１频谱监测仪的总体设计频谱仪是研究一个给定信号，然后获得其频谱上各个频率分量的能量分布的设备。本质上就是将一个复杂的信号分解为很多单一的信号，显示各个频率点的幅度和频率的对应关系，然后得到信号的幅度和频率。扫频超外差式频谱仪是模拟式频谱仪最常用的一种方案，其结构原理和无线电超外差接收机类似，能够完成待测监测信号频带内的扫频，并显示出各个信号分量的幅度和频率成分［１０］
的频谱，从而为雷达选择合适的工作频率作参考。２频谱监测仪的系统电路设计及实现２．１频谱监测仪的总体设计频谱仪是研究一个给定信号，然后获得其频谱上各个频率分量的能量分布的设备。本质上就是将一个复杂的信号分解为很多单一的信号，显示各个频率点的幅度和频率的对应关系，然后得到信号的幅度和频率。扫频超外差式频谱仪是模拟式频谱仪最常用的一种方案，其结构原理和无线电超外差接收机类似，能够完成待测监测信号频带内的扫频，并显示出各个信号分量的幅度和频率成分［１０］，其原理结构如图４所示。数字式频谱仪中用的最多的是快速傅里叶变换（ＦＦＴ）分析法［１１］，信号经模数转换后，数字化的时域信号被采样，而后经过ＦＦＴ得到数字信号的频谱，其原理结构如图５所示。图４扫频外差式频谱仪结构图图５ＦＦＴ频谱仪简化结构ＦＦＴ频谱分析仪能够完成传统的多通道滤波器一样的功能，省去很多的带通滤波器，大大简化了系统结构，节省了成本。ＦＦＴ频谱分析仪可以实现对信号谱图的实时显示，其频谱分辨率也是传统模拟频谱仪所不能比拟的。文中结合模拟式频谱仪和数字式频谱仪各自的优点，采用扫频外差式结构和快速傅里叶分析法相结合的零中频采集方案，该方案省去了镜频抑制滤波器和混频后的中频带通滤波器，结构简单，降低硬件功耗的同时也降低了成本，并根据高频地波雷达的工作波形特点，设计了高频地波雷达的频谱监测仪，完成对雷达工作环境中的干扰和噪声的有效监测，从而提高雷达的整体性能。１１０雷达科学与技术第１５卷第１期逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄
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