变频通道幅相一致性测试方案介绍
基于射频收发器的高中频DBF系统设计
第４４卷 第２期系统工程与电子技术Ｖｏｌ．４４ Ｎｏ．２２０２２年２月ＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＦｅｂｒｕａｒｙ ２０２２文章编号：１００１ ５０６Ｘ（２０２２）０２ ０３６５ １１ 网址：ｗｗｗ．ｓｙｓ ｅｌｅ．ｃｏｍ收稿日期：２０２０１００６；修回日期：２０２１０３０８；网络优先出版日期：２０２１０７０５。
网络优先出版地址：ｈｔｔｐｓ：∥ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／１１．２４２２．ＴＮ．２０２１０７０５．０８２５．００２．ｈｔｍｌ基金项目：国家自然科学基金（６１７７２３９７，６１３０３０３５）资助课题 通讯作者．引用格式：吴彬彬，全英汇，肖国尧，等．基于射频收发器的高中频ＤＢＦ系统设计［Ｊ］．系统工程与电子技术，２０２２，４４（２）：３６５ ３７５．犚犲犳犲狉犲狀犮犲犳狅狉犿犪狋：ＷＵＢＢ，ＱＵＡＮＹＨ，ＸＩＡＯＧＹ，ｅｔａｌ．Ｄｅｓｉｇｎｏｆｈｉｇｈ ＩＦＤＢＦｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＲＦｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ［Ｊ］．ＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２０２２，４４（２）：３６５ ３７５．基于射频收发器的高中频犇犅犉系统设计吴彬彬１，全英汇１， ，肖国尧１，李亚超２，邢孟道２（１．西安电子科技大学电子工程学院，陕西西安７１００７１；２．西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室，陕西西安７１００７１） 摘 要：由于数字波束形成（ｄｉｇｉｔａｌｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ，ＤＢＦ）系统需要多个天线单元来形成波束，将极大增加系统的体积与功耗，无法很好地应用在无人机、导弹和微纳卫星平台中。
针对上述问题，提出一种基于射频收发器ＡＤ９３７１的新型高中频（ｈｉｇｈｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ｈｉｇｈ ＩＦ）架构ＤＢＦ系统硬件电路设计方法，该设计在满足收发全数字、高精度、灵活、小型化和Ｋｕ波段需求的同时，有效地减少了硬件系统干扰杂散，提高了ＤＢＦ系统性能。
浅谈TD-SCDMA智能天线基本原理和测试方法
1引言作为第三代移动通信系统标准之一的TD-SCDMA，采用了两项最为关键的技术，即智能天线技术和联合检测技术。
其中智能天线对于系统的作用主要包括：（1）通过多个天线通道功率的最大比合并以及阵列信号处理，明显提高了接收灵敏度；（2）波束赋形算法使得基站针对不同用户的接收和发射很高的指向性，因此用户间的干扰在空间上能够得到很好的隔离；（3）波束赋形对用户间干扰的空间隔离，明显增加了CDMA的容量，结合联合检测技术，使得TD-SCDMA能够实现满码道配置；（4）通过波束赋形算法能够实现广播波束宽度的灵活调整，这使得TD-SCDMA在网络优化过程中小区广播覆盖范围的调整可以通过软件算法实现（常规基站天线的广播波束是固定不可变的，若想调整覆盖范围必须要更换天线），从而明显提高了网优效率；（5）通过对天线阵进行波束赋形使得下行信号能够对准一个（或若干个不同位置的用户）用户，这等效于提高了发射机的有效发射功率（EIRP）。
CDMA系统中采用了大功率线性功放，价格比较昂贵；采用智能天线技术的TD系统可以采用多个小功率功放，从而降低了制造成本。
2基本工作机理根据波束成形的实现方式以及目前的应用情况，智能天线通常可分为多波束智能天线和自适应智能天线。
多波束智能天线采用准动态预多波束的波束切换方式，利用多个不同固定指向的波束覆盖整个小区，随着用户在小区中的移动，基站选择其中最合适的波束，从而增强接收信号的强度。
多波束智能天线的优点是复杂度低、可靠性高，但缺点是它受天线波束宽度等参数影响较大，性能差于自适应智能天线。
自适应智能天线采用全自适应阵列自动跟踪方式，通过不同自适应调整各个天线单元的加权值，达到形成若干自适应波束，同时跟踪若干个用户，从而能够对当前的传播环境进行最大程度上的匹配。
自适应智能天线在理论上性能可以达到最优，但是其实现结构和算法复杂度均明显高于多波束智能天线。
TD-SCDMA系统采用的是自适应智能天线阵，天线阵列单元的设计、下行波束赋形算法和上行DOA预估是智能天线的核心技术。
Ku波段多通道收发组件设计
Ku波段多通道收发组件设计徐森锋;吴亮亮【摘要】阐述了一种包含四路接收通道和一路发射通道的Ku波段收发组件的工作原理,并对组成的单元电路和关键技术进行了分析.试验结果表明,在2 GHz带宽和-55～+85℃温度下,发射通道输出功率为(31±1)dBm,带内功率平坦度≤±0.5 dB,开关隔离度≥90 dB;接收通道增益为(30±1)dB,噪声系数≤5.0 dB,通道隔离度≥60 dB.测试结果表明,方案切实可行,满足使用要求.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2016(029)008【总页数】3页(P36-38)【关键词】Ku波段;收发组件;多通道;发射通道;接收通道【作者】徐森锋;吴亮亮【作者单位】中国电子科技集团公司第13研究所科技处,石家庄050051;中国电子科技集团公司第13研究所科技处,石家庄050051【正文语种】中文【中图分类】TN92收发组件是现代无线通信系统中的重要组成部分。
其质量影响整个通信系统的通信效果，同时对整个系统的动态性能起到关键作用。
收发组件通常由发射通道和接收通道两部分组成。
发射通道的主要作用是将调制后的中频信号变频至射频信号，再进行放大滤波等处理，使信号达到一定功率输出。
发射通道的主要指标是发射功率、带内平坦度、三阶互调等；接收通道的主要作用是从空间接收到的电磁波中选出有用信号，变频至中频信号并放大滤波输出。
接收通道的主要指标是噪声系数、增益、动态范围、抗干扰能力等。
多路通道还必须考虑通道之间的幅相一致性、通道隔离度等指标[1-2]。
收发组件主要包括发射通道、接收通道、DC/DC电源转换和驱动电路等单元。
其中发射通道和接收通道射频电路相互独立，共用DC/DC电源转换和驱动电路。
发射通道对输入的Ku波段信号进行放大处理，电路组成包括微波开关、推动级放大器、末级功率放大器等。
接收通道[3-4]对输入的Ku波段信号进行下变频处理，包含3路主通道(1路和通道和2路差通道)和1路辅助通道。
民用地铁通信覆盖互调干扰解决方案
民用地铁通信覆盖互调干扰解决方案摘要：民用地铁通信的显著优点是其优越的指挥调度能力,不仅具备语音无线传输功能,而且非常适合构建指挥调度网络,包括组呼、群呼、紧急呼叫、动态重组等。
本文主要对民用地铁通信覆盖互调干扰解决方案进行论述。
关键词：民用地铁；通信；互调干扰；方案引言目前我国的民用地铁通信覆盖系统一般是移动、联通、电信、广电等多家运营商共建一套室内分布系统，通过无源器件POI共享共建进行信号覆盖。
由于信号覆盖共址系统较多，信号的发射和接收频段的重叠、邻近，发射机和接收机非理想化的运行，800M、900M、1800M、2.6G、3.5G等多个频段在非线性器件工作中产生谐波和组合频率分量等因素，给共建系统造成带内干扰问题。
2民用地铁通信覆盖互调干扰解决方案2.1解决互调干扰的技术措施在分析地铁覆盖系统存在的干扰后，应该采取以下主要措施防止民用系统之间以及专网之间的干扰。
严格执行相关流程标准，遵守相关管理文件。
严格执行信息产业部的相关规定，消除各种系统设备移动通信公共地址造成的干扰，制定并实施相关文件的相关技术措施。
选择合理的工作频率。
确定民用网络和专用网络的每个系统的频带，在实际应用中，必须充分考虑频带间距等各种因素以保持相互干扰，必须进行必要的检查、计算和测试，设置合理的频带间距。
正确分配辐射功率。
如果从一个系统传输到另一个系统的功率过高，则会增加干扰的风险，严重的情况下，另一系统可能会被阻塞。
系统间必须合理分配辐射功率，以确保系统全覆盖和正常接收，做好相关检查、计算和试验，总结出其他系统的最小发射功率。
减少每个系统的天线之间的互耦。
为了实现互不干扰，减少每个系统天线之间的互耦变得至关重要。
工程中通过相关测量、计算和试验，进行工程估算，来调整系统的天线方向角、天线位置、天线的极化方向，从而减少系统天线之间的互耦。
地铁隧道中泄漏电缆合理的布放会降低系统间的耦合。
地铁隧道里有民用通信网、集群专用网、公安网等泄漏电缆系统，为了确保多套系统之间泄漏电缆的耦合，只能结合实际工作经验和实际测量、研究和计算结果，合理安排泄漏电缆的位置，以尽量减少泄漏电缆之间的耦合。
一种多通道数字接收机的设计与测试方法
收稿日期：２０２２－０４－２１基金项目：国家自然科学基金（Ｕ２２４１２７７）引用格式：史磊，晏怀斌，于骏申．一种多通道数字接收机的设计与测试方法［Ｊ］．测控技术，２０２３，４２（７）：８０－８６．ＳＨＩＬ，ＹＡＮＨＢ，ＹＵＪＳ．ＤｅｓｉｇｎａｎｄＴｅｓｔＭｅｔｈｏｄｏｆａＭｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌＤｉｇｉｔａｌＲｅｃｅｉｖｅｒ［Ｊ］．Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ＆ＣｏｎｔｒｏｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２３，４２（７）：８０－８６．一种多通道数字接收机的设计与测试方法史 磊，晏怀斌，于骏申（上海船舶电子设备研究所，上海 ２０１１０８）摘要：设计了一种可用于测控系统的多通道数字接收机，结合性能指标测试，表明该接收机具有有效性和通用性。
重点阐述了该多通道数字接收机设计组成和下属各模块的设计原理，通过对幅度相位一致性、短路噪声、固定增益和采集预处理效果等接收机关键性能指标开展仿真测试和数据分析，给出某型测控设备中的实际测试结果，验证了设计的多通道数字接收机满足某型测控系统实际使用需求。
针对特定功能的测控系统，可通过尝试调整接收机相关模块的设计参数，为特定功能接收机设计提供参考。
关键词：多通道；数字接收机；信号调理；采集预处理中图分类号：ＴＰ２９ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００－８８２９（２０２３）０７－００８０－０７ｄｏｉ：１０．１９７０８／ｊ．ｃｋｊｓ．２０２２．１０．３０９ＤｅｓｉｇｎａｎｄＴｅｓｔＭｅｔｈｏｄｏｆａＭｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌＤｉｇｉｔａｌＲｅｃｅｉｖｅｒＳＨＩＬｅｉ牞ＹＡＮＨｕａｉｂｉｎ牞ＹＵＪｕｎｓｈｅｎ牗ＳｈａｎｇｈａｉＭａｒｉｎｅＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｑｕｉｐｍｅｎｔＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ牞Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１１０８牞Ｃｈｉｎａ牘Ａｂｓｔｒａｃｔ牶Ａｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌｄｉｇｉｔａｌｒｅｃｅｉｖｅｒｆｏｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｄｅｘｔｅｓｔ牞ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓａｎｄｕｎｉｖｅｒｓａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｒｅｃｅｉｖｅｒａｒｅｓｈｏｗｎ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌｄｉｇｉｔａｌｒｅｃｅｉｖｅｒａｎｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｉｔｓｓｕｂｏｒｄｉｎａｔｅｍｏｄｕｌｅｓａｒｅｅｍｐｈａｓｉｚｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｓｔａｎｄｄａｔａａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｋｅｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｄｅｘｅｓｏｆｔｈｅｒｅｃｅｉｖｅｒ牞ｓｕｃｈａｓａｍｐｌｉｔｕｄｅａｎｄｐｈａｓｅｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ牞ｓｈｏｒｔ ｃｉｒｃｕｉｔｎｏｉｓｅ牞ｆｉｘｅｄｇａｉｎａｎｄａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｅｆｆｅｃｔ牞ｔｈｅａｃｔｕａｌｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｉｎａｃｅｒｔａｉｎｔｙｐｅｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｒｅｇｉｖｅｎ牞ｗｈｉｃｈｖｅｒｉｆｉｅｓｔｈａｔｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄｍｕｌｔｉ ｃｈａｎｎｅｌｄｉｇｉｔａｌｒｅｃｅｉｖｅｒｍｅｅｔｓｔｈｅａｃｔｕａｌｕｓｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆａｃｅｒｔａｉｎｔｙｐｅｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｏｔｈｅｒｓｐｅｃｉｆｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｒｅ ｃｅｉｖｅｒｗｉｔｈｓｐｅｃｉｆｉｃｆｕｎｃｔｉｏｎｓｂｙｔｒｙｉｎｇｔｏａｄｊｕｓｔｔｈｅｄｅｓｉｇｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｒｅｃｅｉｖｅｒｒｅｌａｔｅｄｍｏｄｕｌｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ牶ｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌ牷ｄｉｇｉｔａｌｒｅｃｅｉｖｅｒ牷ｓｉｇｎａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ牷ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ 伴随着单片微波集成电路、微组装技术、Ａ／Ｄ采样电路、大规模可编程逻辑电路、多通道数字接收技术的快速发展，数字接收机几乎已经可以完全取代模拟接收机，成为当前接收机技术发展的主要方向。
一种Ka频段瓦片式TR组件子阵集成方案
一种Ka频段瓦片式TR组件子阵集成方案赵青【摘要】提出了一种Ka频段瓦片式TR组件子阵集成方案,采用多层电路技术、内层带状线功分器、优化脊波导口径、同型端口集中分布等手段大幅提高集成度,采用高可靠性小截面脊波导实现模块间高性能垂直互联.给出了TR组件子阵电路布局设计,对小截面脊波导传输特性、脊波导-微带探针过渡和集成功率分配网络等关键无源电路进行了设计、仿真和测试.测试结果表明其性能和尺寸满足Ka频段TR组件子阵集成要求.【期刊名称】《电讯技术》【年(卷),期】2012(052)007【总页数】5页(P1155-1159)【关键词】有源相控阵;TR组件;Ka频段;垂直互联;无源电路【作者】赵青【作者单位】中国西南电子技术研究所,成都610036【正文语种】中文【中图分类】TN80按组装方式进行划分，二维有源相控阵天线TR组件可分为砖块式和瓦片式两种结构［1］。
近年来，砖块式结构在有源阵列中得到广泛应用，因为其技术成熟度高，电路设计及组装容易实现。
但其子阵集成度低、纵向尺寸大，不利于共形；散热路径长，难以实现大型阵列应用并保证TR组件长期可靠工作。
而瓦片式TR组件技术难度大，单元尺寸更小，必须采用高密度集成技术（HDI）和小型化、高性能高可靠射频垂直互联。
但瓦片式TR组件可以采用整体液冷散热，具有优良的散热能力，子阵集成度高，在降低TR组件成本、减小体积尺寸、减轻设备重量方面具有优势，易于实现大规模阵列。
随着集成化程度的逐步提高，瓦片式TR组件有望在现有小型化砖式TR组件基础上体积减小20%～80%。
由于z向尺寸大幅缩减，热路径缩短，散热效率也相应提高，具有更高可靠性。
文献［2］提供了砖瓦两种结构TR组件在体积、重量、成本等几方面的详细对比。
未来几年，随着自动化微组装技术的普及，瓦片式TR组件由于集成度更高、芯片布局更为规则，可一次性完成子阵模块所有芯片的自动化装配，其生产效率将大大提升，因此，在批生产阶段将具有更好的生产性。
多通道可重构水声信号采集模块设计
2021年1月计算机工程与设计Jan.2021第42卷第1期COMPUTER ENGINEERING AND DESIGN Vol.42No.1多通道可重构水声信号采集模块设计赵晶晶，杜天为，祝萌作，许乔，王旭光+（湖北大学计算机与信息工程学院，湖北武汉430062）摘要：针对水声信号探测系统的需求，设计一种多通道可重构且小体积高集成度的水声信号采集模块。
根据性能指标要求和水声信号特点，提出采集模块总体设计方案，硬件方面加入可重构带通滤波器增强采集模块的通用性，采用基于IEEE1588V2标准的精确时间同步协议方案，提高多模块分布式应用时的系统采集同步精度；开发基于QT的处理机显控软件，实现采集控制与数据实时回看。
对采集模块性能进行测试，其结果表明，该水声数据采集模块能够满足设计需求，其已在某声纳工程项目中得到实际应用。
关键词：水声信号；数据采集；IEEE1588；时钟同步；频带重构中图法分类号：TP274+.2文献标识号：A文章编号：10007024（2021）01027908doi：10.16208/j.issnl000-7024.202101040Design of multi-channel and reconfigurable data acquisitionmodule for underwater signalZHAO Jingjing,DU Tianwei,ZHU Mengzuo,XU Qiao,WANG Xu-g uan g+ (School of Computer Science and Information Engineering&Hubei University&Wuhan430062&China) Abstract：Aiming at the application demand in underwater acoustic signal detection systems&a multi-channel reconfigurable underwater acoustic signal acquisition module with sma l volume and high integration was presented.According to the perfor-mancerequirementsandthecharacteristicsoftheunderwateracousticsignal&theovera l designschemewasproposed&anda reconfigurablebandpassfilterwasaddedtothehardwaretoenhancetheversatilityoftheacquisitionmodule.High-accuracysyn-chronizationsamplingmethodamongmultipledistributedmodulesbasedonIEEE1588V2standardwasadoptedtoimprovethe systemsynchronizationsamplingaccuracy.TheQT-basedsoftwarewasdevelopedtorealizeacquisitioncontrolandreal-timedata review.Theperformanceoftheunderwateracousticsignalacquisitionmodulewastested.Theresultsshowthatitcanmeetthe designrequirements.Themethodhasbeenpractica l yappliedinasonarproject.Keywords：underwater acoustic signal；data acquisition；IEEE1588;clock synchronization；band reconfiguration/引言随着人类对海洋资源的大力开发以及声纳技术的迅速发展，各类水声数据采集传输系统逐渐在水下通信、海洋资源勘探、海底隧道建设、水中目标远程探测等领域得到了广泛的应用由于海水介质信道复杂、信号衰减严重并受环境影响明显等原因，水声数据采集工作就显得尤为关键23*。
AD9238
摘要：AD9238是美国AD公司新推出的业界最快的12 b双通道高速A/D转换器，本文概述了他的主要特点，描述了其内部的主要结构和关键功能，给出了其在雷达I/Q两路数据采集中的具体设计实例和测试结果，分析结果表明，在I/Q两路数据采集系统中采用双通道A/D转换器取得了良好的效果。
关键词：双通道；A/D转换器；数据采集；I/Q两路AD9238是美国模拟器件公司（ADI）在2002年8月推出的业界最快的12 b双通道模数转换器。
AD9238与ADI公司的驱动运算放大器配合可以给医疗成像、多通道通信等高端应用提供完整的解决方案。
AD9238分3种型号，采样率最高分别可达20 MS/s，40 MS/s和65 MS/s。
他可以提供与单通道A/D转换器同样优异的动态性能，但是比使用2个单通道A/D转换器具有更好的抗串扰性能。
AD9238三种型号的功耗分别为180 mW，330 mW和600 mW，只有同类A/D转换器的1/2。
他采用64脚LQFP封装（尺寸只有9 mm×9 mm），非常适合在对尺寸要求严格的场合中使用。
AD9238的主要特点：集成了2个12 b的单通道A/D转换器AD9235（20/40/65 MS/s）；采用单一3 V供电（2．7～3．6 V）；R SN＝70 dBc（最高采样频率时,AD9238-65,此值为典型值）;R SFD＝85 dBc（最高采样频率时,AD9238-65,此值为典型值）；ENOB＝11.3 b（有效位数，典型值）；差分输入时有500 MHz的3 dB带宽；有片上的参考电压和SHA；1～2V p-p的模拟输入范围；输出数据格式为偏移二进制码或者是二进制补码;AD9238-65还带有片上时钟占空比调整电路；通道间串扰为－80 dBc＠f IN＝10 MHz。
2 芯片内部结构及原理说明如图1所示，AD9238由2个基于AD9235转换器核的高性能A/D转换器组成。
C波段三通道接收机的设计
2004年12月火控雷达技术第33卷文章编号:1008-8652(2004)04-046-003C波段三通道接收机的设计陈为沛侯娟丽(西安电子工程研究所西安710100)摘要主要介绍三通道C波段接收机的组成方案~有关的主要设计思想和关键技术着重阐述三通道间的幅度平衡和相位平衡所采取的措施~各通道间隔离的设计和故障检测设计,讨论幅度不平衡和相位不平衡会带来的影响关键词:三坐标雷达G角灵敏度G幅相一致性中图分类号:TN851文献标识码:ADesign of a C Band Receiver with Three-ChannelChen Weipei Hou Juanli(Xz an E ect1Onzc Engznee1zng Resea1ch lnstzt~te,Xz an710100)Abstract:The paper presents mainly the composition,design idea and key technigue of C band receiver with three-channel.I t emphasi Z es measures for making amplitude balance and phase balance, isolation design between channels and failure detection design.I t also discuses the influence brought by unbalance of amplitude and phase.K e y words:three-dimensional radar G sensitivity of angle G amplitude-phase identification1引言C波段三通道接收机应用于三坐标雷达中三坐标雷达能在天线旋转一周的时间内同时获得多个目标的方位~距离和仰角信息,可用于武器系统的目标指示或要塞防空或区域防空三坐标雷达能同时发现录取和跟踪多批目标,因此吸引了各国的研究人员对此种体制雷达进行研制和开发,随着元器件小型化集成化的发展,使电子器件的电性能一致性有很大的提高,为接收机三通道间的比较严格的幅度平衡和相位平衡的工程实现提供了保证2系统的方案介绍C波段三通道接收机的组成示意图如图1所示这是一个典型的单脉冲体制雷达接收机系统,雷达接收机系统由高频接收机部分和中视频接收机部分组成每部分由三路组成,这三路间的幅相平衡和各通道间隔离将是设计的关键技术为了满足接收机系统指标,分别在本振单元和基准单元设计了补偿相位的措施高频接收机和中频接机都有各自的故障检测电路,故障可以定位到单元电路3几个主要问题的考虑3.l相位一致性和幅度一致性收稿日期:2004-04-1464图 波段三通道接收机的组成示意图相位一致性和幅度一致性是三通道接收机最主要的指标0根据雷达原理9在理想的振幅和差单脉冲系统中和信号与差信号之间的相位差不是0 就是 80 9因此和信号与差信号加到相位检波器去比相9相位检波器的输出电压U = U 0如果和信道与差信道接收机相位特性不一致9则产生附加相位 9则加到相位检波器的相位差不再是0 或 80 9而变为 或 80 9则相位检波器的输出误差电压变为U = k U OOS ( )引进一因子OOS 9使误差电压U 的数值降低9从而使测角灵敏度降低9因在系统设计中要求 5 9测角灵敏度最大可降低到OOS 5 =0.9960为了保证这一指标9本振单元把输入的高频本振信号一分为四9其中的一路作为幅度相位校准信号上变频器的本振9其余三路用于三个主通道的一本振;基准单元把鉴相信号分成三路9同时在每路上加0 ~ 80 的移相器9分别送给每路的鉴相器;在设计高频接收机时尽量保证三个通道的电路布局完全一样9并且选用电气性能基本一致的器件9对一些器件的相位指标进行反复测试和筛选0三路所用传输信号的电缆长度尽量一致9三路结构布局完全一致0同时利用调整鉴相器中的基准信号相位来调整三个通道间的固定相差0在调试各通道电路时9尽量使调试点完全一致0经过以上的设计9测试的三路相位差可完全满足总体的要求03.2幅度一致性设计通道间的幅度差同样可引起测角灵敏度降低9因要求高频接收机工作的高频带宽达600MHZ 9实现三通道间的幅度平衡9首先要使单通道接收机带内有较高的平坦度0根据指标要求三路幅度不一致性小于 .5dB 0为了保证设计出来的三个通道满足此指标9每个通道的带内起伏需小于 dB 9三个通道幅频特性的变化趋势基本一致0为了避免在同一个频点一个通道的增益高点刚好对应另一个通道的增益低点9要求高频接收机的三个通道间的增益基本一致9中频接收机和视频接收机也基本保持三路增益相同03.3各通道间隔离的设计因三路接收机同时工作9需要考虑一个通道对另一个通道的干扰和影响0在结构上高频接收机的三个通道分别被封闭在单独的屏蔽盒中9中频部分的每个通道也被单独隔开9这样大大的减弱了空间的辐射干扰0为尽量减少其电路间的互相串扰9在高频接收机的四功分器的输出端分别加有隔离器9使得功分器的输出端的隔离度大于35dB 9再加上高频接收机的混频器的隔离度也大于20dB 9所以各通道间的隔离可以大于55dB 0鉴相基准信号是另外一个互相串扰的途径9但因在每个通道的鉴相基准信号前加了隔离放大器9反向隔离大于60dB 9使得通过这个途径串扰也被大大减弱0通过以上的分析可知9三通道间的隔离度可大于55dB 0实际测试结果为通道间隔离最少也有60dB 03.4故障检测电路的实现为了能使接收机的故障定位到每个单元电路9必须根据每个单元电路的特点和整个雷达系统测试故障的方法设计出切实可行的实施方案0由于是在中心机送故障检测信号时才进行检测9且有固定的故检信号9针对这样的特点9设计出两种故检方案9一种为检测低噪放的工作电流9通过设置比较器的门限9给出故障和正常的指示0另外一种利用故障检测模块检测信号幅度的大小9但要注意所产生的故障脉冲对主支路的影响9同时要设置合适的故障检测灵敏度转折点9不要使故障检测误触发074第4期陈为沛等波段三通道接收机的设计结束语该接收机的灵敏度可达 1 d 以上9动态范围1 d 以上 各通道间隔离和故障检测 带宽等指标都达到要求 波段三通道跟踪接收机的高频部分如图2所示 中频接收机如图3所示图2 波段三通道接收机的高频部分图3 波段三通道接收机中频接收机波段三通道接收机系统研制开发工作基本完成9但在研制和调试中遇到不少问题9如何提高三通道幅相的一致性减小调试难度是它的核心问题 譬如进一步可采用单片集成技术9提高集成度9减少连接环节9这样不仅能减小系统的重量和体积9又能提高幅相一致性9为接收机的小型化打下基础衷心感谢项目组同志的共同努力和各级领导的关心参考文献,1]丁鹭飞9耿富录著.雷达原理 M ].西安电子科技大学出版社. 2]丁鹭飞9张平著.雷达原理 M ].西安电子科技大学出版社. 3]顾其铮等著.微波集成电路设计 M ].人民邮电出版社. ]高宝新等著.微波电路的计算机辅助设计 M ].清华大学出版社 .上接第21页)参考文献,1]Misiurewicz .Analysis of Recorded Helicopter Echo ].Proc .of RADAR 97 onferences 9Edinburgh 91997, 9- 53. 2]Misiurewicz J 9Kulpa K 9 zekala Z .Analysis of radar echo fro a helicopter rotor hub .Microwaves and Radar J ].1998.MIKON 98.912th International onference on 9199893,2 -22;866-87 . 3]Theagenis J .Abatzoglou 9Fullerton 9 alif .Helicopter Recognition Radar Processor P ].United States Patent 53769 . ]汤子跃9王永良9蒋兴舟.悬停直升机检测问题研究 J ].现代雷达92 1),15-19. 5]<世界军用侦察手册>编辑部.世界军用侦察手册 M ]91992. 6]杜兰9保铮9邢孟道.直升机雷波回波的分析与检测 J ].西安电子科技大学学报 自然科学版)92 393 5),57 -579. 7]方前学9孙文峰9王首勇.基于直接Hough 变换的悬停直升机检测器性能分析 J ].空军雷达学院学报92 3917 ), -6. 8]孙文峰9张晨9王永良.悬停直升机的雷达探测技术 J ].电子学报92 293 6),896-899.8 2 年12月火控雷达技术第33卷。
数字多波束天线精密测距精度分析
数字多波束天线精密测距精度分析尹继凯;蔚保国【摘要】Considering the problem of multi-channel signal processing of digital multi-beam antennas in ranging applications,the influence of element phase center,array phase center,channel delay differences and antenna aperture transition time on ranging accuracy is analyzed,the relationship between channel delay differences and beam ranging results is given,and the test results are presented.It is shown that in a certain range,beam ranging error is the statistical average of channel delay differences,and so the beam ranging accuracy can be improved.%针对数字多波束天线在精密测距应用中所遇到的多通道信号合成处理问题,分析了单元天线相位中心、阵列天线相位中心、通道间时延不一致性和天线孔径渡越时延对测距精度的影响,给出了通道间时延偏差与合成波束测距结果之间的关系,并进行了试验验证。
研究表明：在一定范围内,各通道的时延偏差在波束形成输出端体现为统计平均效果,合成波束的整体测距误差会因统计平均效果而得到改善,合成波束测距误差也可以由通道时延的偏差来估计。
【期刊名称】《无线电工程》【年(卷),期】2012(042)003【总页数】4页(P27-30)【关键词】数字多波束天线;相位中心;通道不一致性;精密测距【作者】尹继凯;蔚保国【作者单位】河北省卫星导航技术与装备工程技术研究中心,河北石家庄050081;河北省卫星导航技术与装备工程技术研究中心,河北石家庄050081【正文语种】中文【中图分类】TN827.60 引言数字多波束天线以其同时具有阵列天线的波束扫描和数字信号高精度灵活处理的独特优势在移动通信、雷达和航天测控等领域得到越来越广泛的应用。
一种雷达接收机幅度和相位一致性改进设计和检测的方法
一种雷达接收机幅度和相位一致性改进设计和检测的方法张华;袁有宏【摘要】在雷达设计初期,考虑接收机的幅度和相位一致性已成为设计师的首选.目前,在设计幅度和相位一致性的接收机系统的检测和测量方面还存在一定的技术缺陷,不仅需要三分贝桥等微波器件或设备和特殊的仪器仪表,设备数量多,而且工作量大,操作复杂,给检测工作带来诸多不便.本研究克服了接收机系统在检测方面的技术缺陷,在接收机系统技术领域涉及幅度和相位一致性的设计及检测的方法上进行了改进,以减少设备数量、减少工作量为目标,进而提高检测的可操作性.【期刊名称】《甘肃科技纵横》【年(卷),期】2016(045)005【总页数】4页(P28-31)【关键词】雷达;接收机;幅度;相位【作者】张华;袁有宏【作者单位】海军装备部,北京100036;海军装备部,北京100036【正文语种】中文【中图分类】TN957DOI 10.3969/j.issn.1672-6375.2016.05.009在某些雷达系统的方案论证阶段，一般对组成雷达的元器件数量、性能无法完全确定，不可能进行精确的估算，但是对整个雷达的性能参数，诸如作用距离、发射机功率、脉冲宽度、天线增益、接收机噪声系数、分辨力等指标基本已确定。
这其中，接收机输出信号的幅度和相位一致性是我们不得不考虑的问题，而且考虑的越早越好，以避免日后一些不必要的麻烦。
通过采用微波移相器或数字移相器来补偿相位误差，是一种折中方案，虽然并不能完全解决问题，但在设计之初就充分考虑，这样后期补偿也能做到有的放矢，能很方便地补偿过来。
某些需要关注幅度和相位一致性的设计和检测的接收机系统在测量上需要三分贝桥等微波器件或设备和特殊的仪器仪表，设备数量多、工作量大、操作复杂。
因此，为了克服接收机系统在检测方面的技术缺陷，笔者尝试在接收机系统技术领域涉及幅度和相位一致性的设计及检测的方法上进行改进，以减少设备数量、减少工作量，进而提高检测的可操作性。
基于频偏功能的混频器-变频器一致性测量解析
基于频偏功能的混频器/变频器一致性测量解析
在矢量网络分析仪中开发的频偏测量方法，能很好地解决互易性困难且需要进行混频器/变频器一致性测试问题，其原理是将矢量网络分析仪源输出频率调节到不同于接收频率上进行测量。
基于频偏功能进行混频器/变频器一致性测量，其特点包括：
快速且有效的校准；
复杂变频组件的相位一致性测量；
多通道下多组数据一次性显示等特点。
以下是以AV3672系列矢量网络分析仪为平台开发出的，基于频偏功能的混频器/变频器一致性测量方案，对被测件无附加要求，可适用于各类混频器/变频器的一致性测试。
测量连接示意图如下所示。
图1、连接示意图。
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变频通道幅相一致性测试技术方案 2015年12月15日张德锋1 引言有源相控阵(AESA)雷达具有快速波束成形、作用距离远、测量精度高及同时支持多种功能等优势，广泛应用于国防、航空航天应用中。
有源相控阵雷达一般包含许多个T/R组件，为了保证相控阵雷达的总体性能，需要对T/R组件的性能严格把关。
图1. 有源相控阵(AESA)雷达有源相控阵雷达具有成百上千个辐射单元——天线，每个天线连接一个T/R组件，每个T/R组件均包含发射和接收通道，以及移相器、衰减器等部件，典型的T/R 组件结构如图2所示。
相控阵雷达通过调整T/R组件的移相器、衰减器来改变每一路信号的相位和幅度，从而实现波束的快速扫描。
发射链路天线端接收链路图2. 典型的T/R组件结构示意图对于相控阵雷达，只有精确已知各通道之间的幅度和相位差异，才能够准确地作相应的补偿 (基带补偿或者通过衰减器和移相器补偿)，从而实现精确波束成形。
如何精确地实现通道间的幅相差异测试，或者称为幅相一致性测试，将是保证相控阵雷达性能的关键。
T/R组件中的发射通道和接收通道往往包含变频部件，通道的输入和输出频率不同，这将使得测试更加复杂。
针对以上测试，罗德与施瓦茨公司可提供完善的测试解决方案。
凭借出色的射频性能和丰富的测试功能，罗德与施瓦茨公司的矢量网络分析仪可完美地完成变频通道幅相一致性测试，尤其是多端口矢量网络分析仪，将是多通道幅相一致性测试的理想选择。
2 变频通道幅相一致性测试如果待测通道不包含变频器件，则直接测试每个通道的S参数得到相移和插损，便可以求出通道之间的幅相一致性。
如果待测通道包含变频器件，则通常有三种测试方法：(1) 基于R&S ZVA矢量网络分析仪的双音测试技术，可确定每个通道的相位及损耗，再与参考通道相比较，从而得到通道间幅相一致性；(2) 直接将每个变频通道输出信号的相位和幅度与参考通道比较，从而得到通道间幅相一致性。
(3) 使用参考混频器确定通道间幅相一致性。
下面对这三种方法分别加以描述。
2.1 基于双音测试技术确定通道间幅相一致性基于R&S ZVA矢量网络分析仪的双音测试技术，专门针对变频模块及通道群时延的测试，该技术是由罗德与施瓦茨公司提出的，图3和图4分别给出了原理示意图和典型的测试连接图。
双音测试技术，顾名思义，需要两个不同的激励信号参与测试，因此需要四端口ZVA，其基本原理：ZVA内部的两个激励源通过端口3的定向耦合器实现双音合路，然后再馈入端口1，端口1再输出双音信号至待测件；在待测件输入侧，双音信号存在相位差，其输出侧也存在相位差，利用输入侧相位差和输出侧相位差的差异及双音频率间隔便可以计算出群时延。
该方法的优点：对于本振不可接入的变频器模块或通道，同时灌入双音信号，可消除本振对待测件输出信号相位的影响。
除了可以测试通道群时延外，该方法还可以测试相位及变频损耗，因此，可以用于测试通道间的幅相一致性。
图3. 双音法测试群时延的原理示意图待测通道图4. 双音法测试群时延的连接示意图图5. 双音法测试相频特性如何消除测试装置带来的影响？这就需要作相应的校准，校准过程非常简单，图6给出了双音测试技术的校准界面。
选择其中一个待测通道作为参考通道，按照图4的方式进行连接，因测试的是相对相位，所以可直接在图6中的” Const. Delay”中输入一个常数，执行“Take Cal Sweep”即可完成校准。
测试时，直接将待测通道替换参考通道，测试结果便是相对于参考通道的差异。
为改善端口匹配，可在待测通道前后各引入一个合适的衰减器，以进一步提高测试精度。
图6. 双音法校准界面双音测试技术优势如下：1) 专门针对内置本振的变频器通道，同时给待测件注入双音信号，可以消除内置本振对输出中频信号相位的影响，从而精确测试群时延及相位。
与市面上的重构内置本振法相比，双音测试技术更加简便、快捷、准确。
2) 对于含有多级变频的通道测试，双音测试技术是理想的选择，本振重构法几乎无法测试此类通道。
3) 变频通道测试过程中，R&S ZVA支持增强波量校准，可以对源端和负载端的失配进行修正补偿，配合功率校准，从而保证精确的变频损耗或变频增益测试。
4) R&S ZVA的测试速度非常快，中频测量带宽为1MHz时，单点测试时间小于3.5us；与同档次仪表相比，相同设置参数下，ZVA的测试速度具有非常突出的优势，能够大幅度提高测试效率。
5) 与同档次仪表相比，R&S ZVA具有更好的测试动态范围，而且支持分段扫描功能，非常适合测试通道的带外抑制，同时兼顾测试速度。
6) 该方法测试连接简单，校准简易，测试速度快且精度高，保证测试效率的同时，又能够保证测试精度。
2.2 直接比较通道输出信号的相位和幅度这是测试通道间幅相一致性的比较直观的方法，该方法除可以使用两端口或四端口的R&S ZVA 、ZNB 矢量网络分析仪，还可以使用多端口网络分析仪ZVT 、ZNBT ，这将使得测试更加方便。
下面以R&S ZVA 为例，对该方法作相应的介绍。
图7给出了双通道一致性测试的连接示意图，使用ZVA 的端口3作为激励端口，其输出经功分器分别馈入两个通道，两个通道的输出分别连接至ZVA 的端口2和端口4。
该方法要求馈入到每个通道的激励信号必须有稳定的相位关系，最简单的方法就是选择一个公共的激励源，通过合适的功分器产生多路激励信号。
此时ZVA 需要测试的不再是S 参数，而是波量(wave quantity)，包括：b4(P3s)和b2(P3s)，如果测试幅度差异，将显示格式Format 设为Magnitude(dB)；如果测试相位差异，将显示格式Format 设为Phase ；最后使用Trace Math 功能，求得差异：Math= b4(P3s)/ b2(P3s)。
图7. 直接比较幅度和相位 (以两个通道为例)P o w e r S p l i t t e r LNA Mixer IF filter Embedded LO Channel 1 Channel 2 IF Cable RF CableRef. PlaneRef. Plane上述测试装置中，功分器、IF cables及ZVA端口2和4的测量接收机之间的差异均会对测试结果有一定的影响。
为了保证精确测试，需要将测试装置引入的这种影响补偿进去，即进行系统校准。
相位一致性测试中，系统校准就是标定测试附件对两路引入的相移差别，以便于对最终的测试结果进行修正。
本例中，系统校准分为如下三步：1) 射频侧功分器及两根射频线缆(RF Cables)引入的相移差由于两个通道共激励源，功分器公共端与激励端口Port3之间的线缆可以不考虑，那么就只需要标定功分器两路及所连接线缆的相移差。
对ZVA作三端口系统误差校准，然后测试功分器两个通道(含两根射频线缆)的传输S参数，确定其相移及插入损耗，从而确定功分器两个通道的幅相差异。
建议同时在射频和中频频段上完成功分器的标定，因为下面第二步中对端口2和4及中频线缆的校准需要使用中频频段的数据。
2) 端口2、端口4及两根中频线缆(IF Calbes)引入的相移差需要使用上面第一步中标定过的功分器，分别连接在与Port2和Port4相连的射频线缆上，将频率范围设置为IF频率范围，观察波量比b2/b4(P3s)的相位，并按照功分器的两路相移差修正，即为Port2、Port4及两根射频线缆在IF频率上引入的相移差。
或者更简单的方法，可以直接将激励端口Port3分别与Port2和Port4相连，测试S23与S43的相位差，即可确定在IF频率上引入的相移差，但要保证与Port2和Port4相连的是同一根线缆。
(3) 本振侧功分器引入的相移差，如果本振内置，则可忽略此步；如果测试时，需要外供本振信号，要求各个通道的本振信号也必须存在稳定的相位关系，一般也会使用功分器等，校准方法同(1)。
为了便于修正最终测试结果，需要将以上三步的校准结果分别保存下来。
如果待测通道的输入、输出驻波比不是非常理想，那么在测试参考面处则会存在多次反射，这会影响测试结果，尤其对于相位测试结果，影响将更大。
为此，可以在通道前后分别引入一个合适的衰减器，以改善端口匹配，进一步提高测试精度。
图8给出了采用该方法测试的相位一致性测试结果，Marker1显示了两个通道在带内的相位差异最大值，为19.426度。
图8. 相位一致性测试结果图7所给的测试装置，待测通道的输出端口均直接与ZVA的测试端口相连，这种连接方式最多只支持同时测试三个通道间相位一致性。
对于四端口ZVA，每个端口具有两个接收机，分别是参考接收机和测量接收机，共8个接收机。
R&S ZVA可提供直接源和接收机接入接口，如图9所示。
对于相位一致性测试，通道输出可以直接馈入接收机，而激励信号输出则由端口3的源直接输出接口Src.Out输出，因此可以同时测试8个通道的相位一致性。
直接源和接收机接入接口图9. R&S的直接源和接收机接入接口图10. 幅度一致性测试连接示意图 与相位一致性测试不同，幅度一致性测试不需要同时给每个通道馈入激励信号，可以单独测试每个通道的变频损耗或增益，然后再进行比较。
如果采用图7所示的测试装置，可以同时测试两个通道的变频损耗或增益，但是为了保证测试精度，需要进行功率校准。
或者可以采用图10所示的测试装置，分别轮流测试每个通道的变频损耗或增益，这种情况下不需要进行功率校准，因为最终要测试的是通道间的幅度一致性，在测试结果求差值的过程中，测试装置的影响已经相互抵消。
比如，以端口3作为激励端口，端口2作为响应端口，逐次将各个通道连接于端口2与端口3之间，测试波量比b3/a2(P3s)，再运用Trace Math 功能即可得到通道之间的幅度差异。
图11给出了采用该方法测试的幅度一致性测试结果，Marker1显示了两个通道在带内的幅度差异最大值，为1.3649 dB 。
罗德与施瓦茨公司还提供多端口矢量网络分析仪，比如R&S ZVT 、ZNBT ，其中ZVT 具有ZVT8和ZVT20两个型号，频率分别到8GHz 和20GHz ，ZVT8最多可支持8个测试端口，ZVT20最多可支持6个测试端口。
ZVT 也具有直接源和接收机接入接口，所以ZVT8最多可同时测试16个通道的相位一致性，ZVT20最多可同时测试12个通道的相位一致性。
ZVT 具有独立的操作系统，但没有屏幕，因此需要外接显示器，如图12所示。
LNA Mixer IF filter Embedded LO Ref. PlaneRef. Plane类似于ZVT，ZNBT也是一台具有独立操作系统但没有屏幕的多端口矢量网络分析仪，工作频率最高至8.5GHz，最多支持24个端口，因此ZNBT最多支持同时测试23个通道的幅相一致性，测试连接示意图如图13所示。