抗干擾電路在測控裝備中的設(shè)計與實現(xiàn)

　　眾所周知，接收機(jī)在無線電測控裝備中的位置介于天線和信號處理系統(tǒng)之間。其功能是從天線上所接收到的許多電磁信號中選出有用的目標(biāo)回波，經(jīng)過放大、轉(zhuǎn)換以后送給信號處理或終端顯示設(shè)備。由于我們所需要的只是有用信號，其它不需要的電磁信號都稱為干擾。

　　因此接收機(jī)的功能之一就是從包括干擾的信號中，選擇所需要的目標(biāo)信號，并抑制干擾信號。在無線電測控裝備中，中頻接收機(jī)可采用多種抗干擾措施，以此提高了接收機(jī)的性能指標(biāo)，以確保測控裝備信號處理和測量精度。

　　2.干擾的分類及傳遞方式

　　一般而言，無線電測控裝備中易受干擾的部分是中頻接收機(jī)，除此之外還有模擬器、溫度控制、伺服控制、視頻處理、中心機(jī)和控制機(jī)以及顯控臺等電子設(shè)備。因而，中頻接收機(jī)工作的電磁環(huán)境十分復(fù)雜。這些設(shè)備在工作時都會產(chǎn)生不同形式的噪聲干擾，影響接收機(jī)的工作性能。

　　2.1 干擾的分類

　　根據(jù)無線電測控裝備中頻接收機(jī)的工作環(huán)境，干擾按照其產(chǎn)生和傳播途徑的不同，一般可以分為以下幾種：

　?。?）電源干擾： 這種干擾的現(xiàn)象十分普遍。它是由不同的電子系統(tǒng)（或同一系統(tǒng)中的不同電路）共用同一個電源時，由公共阻抗（即電源的內(nèi)阻）的耦合會形成自身噪聲的輸出或?qū)ν鈦砀蓴_的接收，從而引起中頻接收信號的干擾；

　?。?）感應(yīng)噪聲干擾： 這種干擾在每個電路板的設(shè)計中都存在，它是由于電路布線或元器件安裝位置不合理而形成的相互間的電場感應(yīng)、磁場感應(yīng)以及電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的干擾；

　　（3）反射噪聲干擾： 長線傳輸中，由于傳輸阻抗不匹配會產(chǎn)生反射噪聲，而這種反射噪聲會對其他電路形成噪聲干擾。測控裝備機(jī)房各種傳輸線非常多，極易對接收機(jī)產(chǎn)生干擾；

　?。?）自激振蕩所形成的干擾： 這種干擾在接收機(jī)中很常見。它是在具有放大功能的電路中由于不正當(dāng)?shù)恼答侎詈弦鸬淖约ふ袷幩a(chǎn)生的噪聲干擾。

　?。?）失真噪聲干擾：信號在傳輸過程中，會由于電路工作異常而導(dǎo)致信號波形發(fā)生畸變。當(dāng)畸變波形的諧波分量較大時，特別是和接收機(jī)60MHZ中頻信號頻率相同時，會產(chǎn)生很大的干擾，影響接收機(jī)正常工作。

　　2.2 干擾的傳遞方式

　　噪聲源所產(chǎn)生的噪聲之所以能夠干擾正常工作的電子系統(tǒng)，是因為存在著一定的傳播途徑即耦合通道。圖1所示為典型的噪聲傳播途徑框圖。

圖1 噪聲傳播途徑方框圖

　　從大的方面來分，干擾的傳遞途徑有兩條：即通過空間輻射和通過導(dǎo)線傳導(dǎo)。

　　2.2.1通過導(dǎo)線傳導(dǎo)干擾

　　干擾通過導(dǎo)線傳輸主要通過公共阻抗耦合和接地環(huán)路耦合方式產(chǎn)生干擾。當(dāng)設(shè)備或元器件公用電源線和地線時（在印制板上是電源軌線和地線軌線），設(shè)備或元器件之間就會通過公共阻抗產(chǎn)生相互干擾。電源線和地線本身的電阻很低，但由于包含分布電感，所以高頻時其阻抗不可忽略。高頻干擾電流就會在公共阻抗上產(chǎn)生相當(dāng)可觀的干擾電壓。當(dāng)兩個設(shè)備相互間有信號連接，同時又各自在不同地點接地時，如果兩個接地點之間存在電位差，就會產(chǎn)生地環(huán)干擾。

　　2.2.2 通過空間傳播干擾

　　干擾通過空間傳播時，產(chǎn)生干擾的形式分為近場耦合和遠(yuǎn)場輻射兩種。如果敏感電路離干擾源的距離r《λ/2π（λ為干擾源最高頻率波長）則為近場耦合，干擾源通過電場和磁場對敏感電路產(chǎn)生干擾。

　　設(shè)備內(nèi)部各部分電路之間的干擾常為近場耦合方式。若r》λ/2π時則為遠(yuǎn)場輻射干擾。一般設(shè)備或系統(tǒng)之間的干擾屬于遠(yuǎn)場輻射干擾。

　　3.測控裝備抗干擾電路的技術(shù)實現(xiàn)

　　3.1 中頻接收機(jī)的組成及功能

　　以雷達(dá)測控裝備為例，中頻接收機(jī)主要包括中頻接收機(jī)組合和視頻接收機(jī)組合。其反射和應(yīng)答通道的組成和原理框圖分別如圖2、3所示。

圖2 中頻接收機(jī)應(yīng)答通道組成原理框

圖3 中頻接收機(jī)反射通道組成原理框

　　雷達(dá)中頻接收機(jī)是兩個獨立的三路單脈沖接收機(jī)，六路中頻接收機(jī)中可采用兩個32dB數(shù)控衰減器來實現(xiàn)接收機(jī)間數(shù)控AGC功能，為了保證衰減器全部衰減時系統(tǒng)的噪聲系數(shù)，在兩個衰減器之間增加了放大器。反射通道采用了三種SAW脈沖壓縮器件以處理各種波形的線形調(diào)頻信號。

　　視頻接收組合是由I/Q正交鑒相器和視頻放大器組成。其中應(yīng)用數(shù)控衰減器實時調(diào)整各路本振信號的相位，以達(dá)到補(bǔ)償接收機(jī)系統(tǒng)相位一致性的目的。最后輸出反射和應(yīng)答的12路I/Q信號以及反射和應(yīng)答的檢波信號。