雷達接收機混頻交擾抑制的研究

丁雪

摘 要：雷達接收機在接收信號時，容易受到頻率干擾的情況，筆者綜合考慮寄生頻率和技術(shù)指標的影響，設(shè)計接收前端組件的方法，解決信號通道內(nèi)出現(xiàn)的本振之間的干擾問題。首先，進行計算，預(yù)估頻率的干擾點；其次，組件中頻的合理選擇，減少組件之間的干擾，同時起到抑制互調(diào)和交調(diào)的目的。

關(guān)鍵詞：雷達接收機；混頻交擾；抑制

使用接收機進行雷達信號的接收時，有著諸多的要求，比如，信號的靈敏度、輸出范圍、頻率寄生抑制度、頻率的選擇性等都是要考慮的方面。在雷達信號接收時，噪音系數(shù)對于接收機的影響較大，如果噪音較大，容易導(dǎo)致噪音覆蓋信號，無法接收有效信號。因此，在設(shè)計雷達接收機時，如何控制噪音系數(shù)成為設(shè)計的重點。通過對雷達接收機混頻交擾抑制的研究，設(shè)計前端組件，將噪音系數(shù)控制到1.0dB以內(nèi)。

一、雷達接收機概述

雷達接收機主要目的在于接收和處理雷達信號。雷達接收機常見的功能有變頻、濾波、放大和解調(diào)。濾波是指對接收到的雷達信號進行過濾，將其中存在的無用信號以及干擾信號進行過濾，只有目標信號才能通過；放大和解調(diào)是指從接收到的回波信號進行放大處理，提取其中的角度、速度、距離等信息，通過數(shù)字信號或者模擬信號的方式，將信息傳輸?shù)接嬎銠C、顯示器等終端。雷達接收機作為接收雷達信號的設(shè)備，受到內(nèi)部或者外部的影響，容易產(chǎn)生一定干擾影響信號的接收工作，例如，接收機的噪聲干擾、鳥群、海浪、雨雪等產(chǎn)生的雜波干擾、通信設(shè)備或者雷達發(fā)出的頻率干擾、敵方采取的各種信號干擾手段等。

二、前端組件的工作原理

針對雷達接收機容易受到混頻干擾的情況，筆者提出在雷達接收機的前端，設(shè)計前端組件，降低混頻干擾中的噪音系數(shù)，前端組件的工作原理見圖1，一般情況下，存在兩級低噪聲部件，兩個部件通過匹配實現(xiàn)聯(lián)系。噪聲測試時，單獨測試結(jié)果為0.75dB，小于1.0dB。為了方便進一步的分析，對接收前端的組件進行劃分，將其視為兩個單次變頻單元。

雷達接收機中，混頻器的使用可以將較弱的回波信號和較強的本振信號混頻處理，進而產(chǎn)生中頻信號。此外，混頻器還可以產(chǎn)生與信號相似的差頻信號或者和頻信號。

三、接收機混頻交擾的產(chǎn)生原因

（一）交調(diào)干擾

在雷達接收機中，二次變頻對前端組件進行信號接收，需要考慮兩方面因素的影響，一方面是信號通道寄生頻率以及本振頻率的影響，另一方面是一本振和二本振在進行交調(diào)時，產(chǎn)生的頻率干擾，通常情況下，同一信號通道內(nèi)，收到兩個或者兩個以上的信號交叉調(diào)制的影響，會在射頻通帶產(chǎn)生一種新的第三頻率，導(dǎo)致無法對寄生輸入響應(yīng)進行預(yù)示。中頻的選擇，第一中頻可以根據(jù)相應(yīng)的寬帶進行選取，例如，雷達射頻的工作寬帶、預(yù)選濾波器的工作寬帶等。第二中頻可以根據(jù)中頻的數(shù)據(jù)處理方式、中頻工作寬帶，除此之外，還需要考慮到鏡像可以很好地濾波。

2.2 噪聲調(diào)制的影響

在雷達接收機的混頻干擾中，噪聲調(diào)整對于混頻器也有著一定的干擾，如果本振頻率存在不純的情況，例如，含有雜波或者邊帶噪聲，將這些本振頻率進行混頻，容易把其中包含的噪聲帶到中頻帶內(nèi)，導(dǎo)致信道內(nèi)底噪電平被抬高，惡化了信道內(nèi)的信噪比，降低接收機的靈敏度。在雷達接收機的前端組件設(shè)計中，低噪聲組件性能情況，影響著噪聲系數(shù)，一旦噪聲系數(shù)出現(xiàn)惡化的情況，相對應(yīng)的一本振和二本振會產(chǎn)生交調(diào)干擾，信號出現(xiàn)差拍，帶入第二中頻，進而產(chǎn)生干擾。

四、雷達接收機交擾抑制措施

為了有效抑制雷達接收機混頻交擾情況，此次采取接收組件前端設(shè)計噪聲組件的方式，對變頻本振進行合理的選擇和接收，來減少存在的頻率干擾，實現(xiàn)抑制混頻干擾的目的。除去設(shè)計前端組件之外，還采取如下的具體措施：首先，雷達接收器設(shè)置的前端組件需要考慮噪聲系數(shù)和動態(tài)范圍，依靠降低噪聲放大器的增益，減少一些干擾信號的進入，實現(xiàn)混頻器幅度的動態(tài)控制，本次設(shè)計將前端組件中低噪聲放大器的增益從以前的28dB，下調(diào)到23dB。其次，混頻器的選擇方面，使用平衡式的雙平衡混頻器，抵消部分頻率干擾。再次，在控制噪聲指標的基礎(chǔ)之下，盡可能低下調(diào)本振電平，實現(xiàn)對電平干擾的控制，減少電平干擾，將電頻干擾值控制在-65dBm以內(nèi)。最后，網(wǎng)絡(luò)選擇方面，選擇具有更高性能的網(wǎng)絡(luò)，保障選頻能力的提升，避免干擾信號進入到混頻器，并在混頻器前后加裝預(yù)選濾波器，將第一次鏡像的頻率控制到30dB以上，將第二次的鏡像頻率控制到60 dB以上。此外，合理設(shè)計電磁兼容和電磁匹配，避免出現(xiàn)空間干擾的情況。

五、結(jié)束語

雷達接收機在實際使用過程中，受到雷達接收機的內(nèi)外部影響、外部環(huán)境產(chǎn)生的雜波影響，容易干擾信號。為了減少信號的干擾，本文采取接收機前端組件的方式，抑制接收機混頻階段產(chǎn)生的交擾。通過研究可以得出，采取預(yù)算計算的方式，找出頻率存在的干擾點，設(shè)計組件，抑制交調(diào)和互調(diào)過程產(chǎn)生的干擾；優(yōu)化電磁的匹配設(shè)計和兼容設(shè)計、選擇高性能的選頻網(wǎng)絡(luò)抑制可能出現(xiàn)的空間干擾或者鏡像干擾，依靠組件的合理運用，降低噪聲系數(shù)，保證了雷達接收機的信號質(zhì)量。

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