[实用新型]中频近程增益控制大动态范围雷达接收系统

权利要求书

1.中频近程增益控制大动态范围雷达接收系统，其特征是，雷达接收系统主要由环形器、限幅器、射频前端、中频放大器板和触发板组成；雷达射频回波信号经过天线接收后进入环形器，环形器输出的射频回波信号进入限幅器，射频回波信号经过限幅器后进入射频前端，由射频前端下变频后为中频回波信号，再进入中频放大器板；中频放大器板主要由低噪声中频放大电路、海杂波检测电路、近程增益控制电路、带通选择电路、中频对数检波电路和推挽驱动电路组成；触发板主要由FPGA、A/D转换模块、D/A转换模块、信号缓冲处理模块和存储模块组成；来自射频前端的中频回波信号输入到中频放大器板的低噪声中频放大电路放大再通过一个巴伦后分为两路输出，有一路中频回波信号进入海杂波检测电路，通过其中的对数放大检波芯片对进入的中频回波信号进行对数放大检波，获得雷达回波的包络信号，然后经过由集成运放实现的射级跟随器，传输至触发板的A/D转换模块采样后，送到触发板内的FPGA进行处理，触发板根据海杂波的强度大小，自动生成一组不同抑制深度的近程增益控制信号曲线，该信号再通过D/A转换模块后，输送至中频放大器板的近程增益控制电路；另外一路中频回波信号再通过一个巴伦转换为两路幅度相同但相位相反的差分中频回波信号，抑制中频回波信号中的共模信号并滤除噪声后，进入近程增益控制电路，从而实现自适应近程增益控制功能；FPGA的信号经缓冲处理模块还输出带通选择信号至带通选择模块，近程增益控制电路输出的信号经带通选择模块选择相应的频带信号，该频带信号输送至中频对数检波电路并放大，然后经推挽驱动电路输送至数据处理显示器，数据处理显示器与触发板串口控制连接。

2.根据权利要求1所述的中频近程增益控制大动态范围雷达接收系统，其特征是，环形器是一个三端口非对称性波导装置，用于隔离导航雷达发射和接收通道，从而实现发射与接收共用一根天线，环形器发射通道和接收通道的隔离度可达到25dB，插入损耗仅为0.3dB。

3.根据权利要求2所述的中频近程增益控制大动态范围雷达接收系统，其特征是，限幅器连接在环形器的输出端，主要的作用在于限制接收到的漏脉冲和射频回波信号的功率，保护后续雷达接收系统，不会由于接收信号功率过大导致接收系统损毁。

4.根据权利要求3所述的中频近程增益控制大动态范围雷达接收系统，其特征是，射频前端由低噪声放大器和双平衡混频器组成，低噪声放大器的噪声系数为3dB，增益为8dB；射频回波信号经过低噪声放大后，由混频器下变频为中频60MHz；双平衡混频器可以实现射频输入端，本地振荡器端和中频输出端之间的有效隔离，而且可以有效的抑制射频回波信号和本地振荡器中的偶次谐波，减小了混频损耗。

5.根据权利要求4所述的中频近程增益控制大动态范围雷达接收系统，其特征是，中频放大器板的前级低噪声中频放大电路选用了英飞凌公司的BFR193宽带低噪声三极管作为放大管，通过适当选择BFR193的静态工作点，实现最小噪声系数为1.2dB；近程增益控制电路采用AD公司的AD8331超低噪声电压控制放大器；中频对数检波电路使用AD公司的AD8310芯片；输出级推挽驱动电路由共基极放大电路和推挽放大器组成，共基极放大器可以有效克服密勒效应，提高了放大器的带宽。

6.根据权利要求5所述的中频近程增益控制大动态范围雷达接收系统，其特征是，带通选择电路针对目前导航雷达采用的不同脉宽，设计了四种不同的带通滤波器，包括BFP1、BFP2，BFP3和BFP4，其脉宽分别为5MHz，10MHz，20MHz和35MHz，这可以针对不同发射脉宽合理对应不同的接收带宽，从而增强整个接收系统的灵敏度。

7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的中频近程增益控制大动态范围雷达接收系统，其特征是，触发板基于FPGA架构，是整个新型导航雷达接收系统的控制中枢，主要用于近程增益控制、自适应海浪检测和中频放大器板带宽控制，还具有采样自检功能，可以检测自身和中频放大器板上的供电电压以及其他接收系统状态，并把检测结果通过串口发送到雷达终端显示，雷达终端也可以通过串口控制，实时发送指令到触发板，控制整个接收系统的工作状态，从而实现了整个接收系统的数字化；近程增益控制曲线组为100条不同抑制深度的电压控制曲线，已存储于触发板内存储器中。