二次雷达接收系统设计及幅相处理

鉴相处理原理框图如图4所示。
4．2 相位鉴别的关键问题
4．2．1 相位补偿与校准
在对和差信号鉴相前，通过中频移相器来进行相位的校准，消除∑，△通道本身的相位差，保证鉴相结果真实可靠。选择中频移相器时，要考虑到其移相范围是否能满足通道相位差的校准。
4．2．2 噪声门限的设定
由于接收前端有低噪声放大器、补偿放大器和中放，整个接收通道的增益会给系统带来本底噪声，把本底噪声的幅度设定为一个门限，小于这个幅度的信号都作为噪声来进行处理。
4．2．3 动态范围
鉴相器在整个接收机的动态范围内工作正常，特别要考虑到如果和差信号强弱悬殊很大时，根据设定的系统底噪声，当其中一路信号的幅度低于噪声门限时，当作噪声来处理，鉴相结果：置信度为0(即鉴相结果不可信)，相位符号在0和1之间翻转。
4．2．4 脉冲前后沿的对齐
根据图3所示，对∑，△通道信号进行脉冲鉴相，不同的相位差对应各自的相位符号状态。相位符号在0或1不同状态时要保持前沿对齐，误差控制在30 ns以内，否则应答处理无法正常采样。
4．2．5 脉冲宽度的保持
接收的应答信号脉宽为0．45μs，其中，上升沿和下降沿各0．1μs，经过鉴相后，相位符号和置信度的脉冲平顶需保持在0．25μs以上，使应答处理采样稳定。
4．3 鉴相处理的实验结果
图5，图6是示波器观察到的鉴相结果，即对应不同相位差时输出的相位符号码。

5 接收旁瓣抑制
5．1 旁瓣抑制的原理
当二次雷达工作的时候，近距离的飞机能够被天线的旁瓣探测到，如果没有特殊的旁瓣抑制措施，会使地面接收装置接收到来自旁瓣的应答信息，从而夸大飞机的数量。因此，在接收时，将旁瓣抑制通道(Ω通道)收到的回波也利用起来，将Ω通道与∑通道回波比幅：当∑大于Ω信号幅度，认为是主瓣接收的信号；而当Ω大于∑信号幅度，则认为是旁瓣接收的信号，此时送出接收旁瓣抑制信号，对旁瓣进行抑制。
5．2 脉冲比幅的方法
脉冲比幅原理框图如图7所示。

从图7中的∑-Ω时域上可以看到：对∑脉冲延迟0．5个脉宽，对Ω脉冲延迟1个脉宽，将延迟后的Ω脉冲与原Ω脉冲合成，经过合成后，Ω脉冲扩展至2个脉宽，在进行脉冲幅度比较的时候，∑脉冲的前沿和后沿均被脉宽经过扩展的Ω脉冲完全覆盖，采用这样的处理方法，很好的解决了脉冲比幅时前沿难以对齐的问题。
5．3 脉冲比幅的关键问题
5．3．1 幅度一致性
接收机三个通道的幅相特性保持一致，振幅差控制在1 dB以内，在脉冲比幅前，消除不同接收通道增益差异对Σ信号和Ω信号自身幅度的影响，保证比幅的结果真实可靠。
5．3．2 动态范围
脉冲比幅的信号幅度在整个接收机的动态范围内，特别是∑信号和Ω信号强弱悬殊很大，其中一路信号幅度接近噪声电平或者是信号与噪声的幅度比较的情况下，比幅的结果也要保持正确，输出的接收旁瓣抑制为稳定的0或1脉冲信号。
5．4 脉冲比幅的实验结果
图8是示波器观察到的脉冲比幅结果：接收旁瓣抑制信号。

6 结语
接收系统采用三路对数接收机单脉冲比幅体制，设计简单合理，可靠性高，完全满足某型号二次雷达研制的技术指标要求，经过外场试验和产品交付用户使用的情况来看，接收机对应答脉冲信号的幅相处理达到了预期的效果，对于其他二次雷达接收机的研制，具有很好的参考和借鉴作用。