ASR-10SS+S波段PSR接收机分析.pdf

ASR一10SSS波段PSR接收机分析 民航湖南省管理局谢先军 摘 要 本文首先对AsR一10SS一次监视雷达作了总体介绍，概括了它的 主要功能和技术特点；然后以接收机(接收机／激励器)的原理、功能作了较详细的 描述；论文着重介绍了接收机下变频器的原理、功能和信号的处理过程，最后还对 下变频器的主要技术特点作了一个小结。 关键词接收机下变频11Q处理 一、ASR一10SSPSR简介 1．设计和应用 ASR～10SSS波段一次监视雷达是由加拿大雷声有限公司生产的，属金固态 雷达。它具有良好的数据有效性、高度的系统可靠性和扩展的目标容量。 ASR一10SS一次监视雷达系统包括一个发射机柜、双重备份的接收机／激励 器和信号／数据处理器机柜。信号／数据处理器为脉冲主生提供所有所需的定时和 控制信号。接收机／激励器在信号／数据处理器控制下产生射频脉冲并传输到发射 并发送给天线向空中辐射。 由天线接收到的射频回波通过波导或同轴组件传送到接收机的独立的目标和 气象数据接收链。接收机(接收机／激励器)由一个接收机和一个激励器组成。激励 器产生发射波形、所有本振信号以及所有本地时钟信号。在接收机中，接收信号被 下变频到基带频率并数字化，数字化的同相(I)和TF交(Q)数据送到信号／数据处 理器。信号／数据处理器由一个动目标检测和一个能完成所有目标跟踪以及气象滤 波的航点／航迹处理器组成。信号处理器中采用了一个四脉冲多h勒滤波器和恒虚 警率电路来降低虚警。信号在航点处理器中进行相关处理建立目标的距离和方位 参数并被录取，然后通过以太网传送到显示系统或合成器／格式器。稳定度监视器 注入信号到射频组件对系统性能进行监视和故障隔离。 该系统下作于s波段(2．7—2．9GHZ)的四个频率点上，发射脉冲由l微秒的 长脉冲组成，而且长、短脉冲的频率和脉冲重复频率都不同。这种技术的优点是消 除雨滴回波影响，降低虚警率。同时，该雷达系统根据气象条件可选择圆极化和线 极化、便进一步提高探测能力和数据有效性。 二、接收机／激励器 1、接收机／激励器的组成及功能概述 接收机／激励器由一个激励器、气象和目标接收机以及稳定度监视组成，其功 能方框图如图1所示。激励器提供驱动发射机的脉冲功率，为接收机／激励器产生 参考时钟并提供系统时钟。独立的目标和气象接收链接收来自天线的射频回波，并 将这些输入下变频到基带频率、数字化，然后将同相和正交数字数据传送到信号／ 数据处理器。接收机／激励器包括一个稳定度监视器，用于注入测试信号到接收机 对系统性能监视并进行故障隔离。 2、接收机／激励器详细描述 AsR一10SSS波段PSR的接收机／激励器参图1。接收机／激励器提供了发射 机所需的所有发射波形信号，接收从微波组件来的三个s波段接收通道输入，产生 多路传输的上／下波束目标和上／下波束气象信号。接收机／激励器对每一个接收信 号进行处理，包括放大、滤波、下变频和数字化等处理过程，最后提供数字化的13 比特I＆D数据到信号／数据处理器。此外，接收机／激励器接收来自信号／数据处理 器的控制信息并为信号／数据处理器提供时钟和状态信息。用于具有气象通道的接 收机／激励器。 参看图l，接收机／激励器由四个主要部分组成：电源、激励器、接收机和机内 5Vdc和+／一8．5Vdc两个直流电源，在此不作详细分析。 2—1、激励器部分一～激励器包括本振和上变频器模块。本振包含了五个晶 振，它给上变频器和下变频器提供所有所需的本振频率。此外，本振还为接收机／激 励器和信号／数据处理器提供所有所需的时钟信号。四个射频雷达频率在数字处理 器控制下进行选择，这四个频率根据给出的雷达现场在2．7—2．9GHZ波段内是独 立可选择的。 上变频器模块接收信号／数据处理器来的数字指令并产生中心频率约 3．9GHZ的100微秒非线性压缩脉冲或1微秒的连续波脉冲。所需的长、短脉冲在 上变频器的数字波形产生器里产生，输出脉冲经过三次上变频，得到2．7～ 2．9GHZ频段内的射频信号提供给发射机，同时也送到稳定度监视器用于故障监 视和故障隔离。 通过采用相参振荡器(COGO)为上变频器第二、第三本振、模／数转换时钟和 脉冲重复频率提供系统参考来完成相参操作．同时，该相参系统参考也提供给波形 产生器以及目标和气象相参接收机通道处理器。 2—2、接收机部分一一该接收机是具有射频增益的全相参超外差接收机，它提 供