一种AFS接收机的设计

摘要： 文中对AFS接收机主要技术指标进行较详细的分析，给出一种AFS接收机的设计方法：采用接收通道、频率控制电路、对数放大电路、干扰分析组件来分析和处理干扰信号，电路简捷，且具有动态大、快速捷变频等特点。该AFS接收机在阵列多波束雷达、机载相控阵雷达中得到广泛应用。

关键词： AFS接收机；频率控制；对数放大；干扰分析

中图分类号：J6文献标识码：A文章编号：1671－7597（2011）0410060－02

0 引言

随着现代信息技术的发展，各种通信、雷达、和其它领域对各种频谱资源的需求，导致空间频谱越发拥挤，现代雷达在其工作频带内会存在各式各样的干扰信号。AFS（自适应捷变频率）接收机可观测和分析干扰信号，找出雷达工作频谱内的“凹点”，并选择最低干扰电平所对应的频率作为雷达信号的工作频率。这种对抗措施在对抗脉冲电子干扰，瞄准式杂波和非均匀性阻塞干扰时都是相当有效的，其有效性主要取决于频率捷变的带宽、速度以及对“灵活”的干扰机干扰频率的分析能力。

1 系统功能及工作原理

本系统主要分两大部分组成：侦察接收通道，干扰分析器。前者是一个独立的接收信道，对干扰信号进行频扫接收；后者则进行频扫接收控制，干扰采样、存储、分析及频率捷变指示。

本系统主要有两大工作方式：干扰侦察模式和反干扰侦察模式。干扰侦察基本工作过程是：AFS接收主控台指令并与雷达整机导前同步工作，接收到的干扰信号通过混放经过混频得到低中频，经衰减控制调节通道起伏后，中频到对放进行放大检波得到干扰信号的幅值（直流电压），AFS对幅值采样；AFS改变输出频率码（从0增加到N，步进为1），即一本振（DTO）频率，得到全频段N频率点干扰信号的大小，由计算、分析、比较给出最小干扰频率码，干扰类型和扇区指示，送给监控，同时最小干扰频率码送信号处理；反干扰侦察基本工作过程是：AFS接受主控台指令并与雷达整机导前同步工作，AFS接受主控台指令，判断反干扰侦察模式，根据反干扰侦察模式在保证空域不轮空，频率点随机均匀的原则情况下，AFS给出伪随机频率码，送给监控和信号处理系统，进行伪随机跳频。

2 主要功能模块的实现及分析

2.1 对数放大器

对数放大器模块的功能主要是将输入的射频信号放大滤波后，送入对数放大检波后输出直流视频信号。

图1侦察接收机系统构成框图

2.2 一本振（DTO）

一本振工作原理：频率码经过DA转换为模拟电压，此模拟电压再整形放大后形成VCO控制端的台阶电压。每个台阶对应VCO的不同输出频率，扫频状态下控制恒温VCO从而产生不同的一本振输出频率。

2.3 二本振

采用单片机和锁相环频率合成电路MB1511，外接环路滤波器（LF）和压控振荡器（VCO）组成。体现了程序设计和锁相技术结合，由于MB1511 的输入频率范围宽（10MHz～1.1GHz），并且与单片机的接口采用串行数据输入，此频率合成器具有结构简单、稳定性好、易实现等特点。

2.4 频率控制电路

采用可编程逻辑阵列电路EPLD进行设计，主要是在扫频码以及遥本控码等作用下，执行频点扫频功能、存储数控衰减码、输出显示码等功能。由于EPLD可灵活编制程序，此电路具有设计简单、稳定性好、方便调试等特点。

图2频率控制电路组成

2.5 干扰分析器

干扰分析器主要由干扰接收机（JR）、快速采样硬件（FH）、控制处理单元（CP）及自动增益控制器（AGC）等四部分功能单元组成。JATS基本工作过程是从CP复位（初始化）开始的，在雷达触发脉冲控制下CP单元被中断，使整个系统进入自检状态。一旦自检结果为正常时，在CP控制下，干扰接收机（JR）进入频率搜索，即在整个工作频段内，按顺序改变本振频率，循环往复。通过频率搜索，干扰接收机将输出内部噪声或外部干扰所产生的视频信号。这些信号出现的先后次序，是和一本振频率的改变一一对应的，即不同的时间间隔对应不同的频率通道。

执行以上流程，雷达总联调试，干扰分析器的工作时序如图3所示，采样过程如图4。

图3干扰分析器工作时序

3 实物及测试结果

根据上面的原理我们分别合成了L、S、C、X等多种频段，扫频点数N从30到80等AFS接收机，全频段的动态范围优于60dB。图5和图6给了某L波段雷达AFS接收机的动态曲线和增益起伏曲线。

图5AFS接收机动态曲线

图6AFS接收机增益起伏曲线

从图中可以看出该AFS接收机具有较大的动态范围，较小的通道增益起伏，可满足现代雷达AFS接收机的需求。

4 结束语

从实验结果可以看出：采用AFS（自适应捷变频率）的方法来产生接收机，具有捷变频率速度快（单频点2µs左右，周期内≤600us）、动态范围大、通道增益起伏小等特点，适合模块化设计，采用此方案设计的AFS接收机，覆盖了L、S、C、X等多种频段，已应用于某特种体制雷达、阵列多波束雷达及机载相控阵等多种雷达中。随着微波单片集成电路和现代频率合成技术特别是DDS合成频率源技术的发展，AFS接收机的体积和重量可做得越来越小。宽带AFS接收机，尤其是宽带电子战AFS接收机必将在现代雷达和电子战中得到更广泛的应用。

参考文献：

[1]胡来招，雷达侦察接收机设计，国防工业出版社，2000.

[2]弋稳，雷达接收机技术，电子工业出版社，2005.

[3]王红星、曹建平，通信侦察与干扰技术，国防工业出版社，2003.

[4]殷兆伟、戴国宪，不断发展的现代电子战接收机，飞航导弹，2003年，第1期，P54-P57.

作者简介：

朱华顺（1979-），男，汉族，安徽怀宁人，工程师，研究方向：雷达接收系统，微波集成电路（MMIC）以及雷达TR组件；余海龙（1974-），男，汉族，安徽岳西人，高级工程师，研究方向：雷达数字接收机，数字集成电路（FPGA）以及数字基带处理电路。

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