雷达射频系统中的电子设备组成及功能分析
作者:黄宁
来源:《决策探索·收藏天下(中旬刊)》 2020年第3期
    黄宁
      摘要:雷达系统在现代社会中的应用较为广泛,为提高社会的信息化程度发挥了重要的作用,其中射频控制电路系统是雷达系统中的关键,是实现雷达主要功能的重要环节。在射频控制系统中,主要是依靠电子设备实现相应的功能,文章主要对雷达射频系统中的电子设备组成及功能进行详细的分析。
    关键词:雷达;射频系统;电子设备;组成
    射频控制电路可以实现信号的采集和接收,在雷达系统中处于关键地位,并且射频控制电路中包括多种不同类型的电子设备。其中对于信号的接收,和发射电路环节具有一定的相似之处,所需要的硬件结构也较为类似。随着射频控制电路在实际中应用经验的丰富,射频控制电路的性能也会同步得到提高。本文首先分析了雷达射频系统的基本原理,之后阐述了雷达射频系统中的电子设备组成,并介绍了各个组成部分的主要功能情况,对于提高雷达射频系统的设计和运维具有一定的价值。
    一、雷达射频系统
    雷达射频在实际应用中具有一定的优势,其核心部件是信号的收发组件,该组件主要是由功率放大器等元器件组成。传统的雷达系统在应用中可能会存在一定的缺陷,因此可以在雷达系统中采用射频控制电路,对雷达系统中存在的缺点加以改进,提高雷达系统的性能[1]。如可以采用射频控制电路,使得雷达系统具有较好的对相位等的控制功能,可以很好地提高雷达系统的性能。在该电路模型中,数字信号处理部分可以对电路中的各类数字信号进行处理,但数字信号需要通过AD转换器(模数转换器)将模拟信号转化为数字信号。此外射频电路还包括匹配网络及放大器,射频收发器通过匹配网络与滤波器电性连接,滤波器通过放大器与天线电性连接,从而形成一收发通路,可以提升通信资源的利用率和提高射频电路的信号接收灵敏度。
    二、雷达射频系统中的电子设备组成
    随着电子技术的发展,诸如智能手机等电子设备在人们的生活中发挥着越来越重要的作用,用户可以通过电子设备实现通信等各种功能。电子设备在与或其他电子设备通信时,需要向外界发射上行信号,从外界接收下行信号,从而实现与或其他电子设备之间的数据交互。
    当前,电子设备对上行信号和下行信号使用相同的信号通路进行调谐,也即使用相同的调谐模块进行调谐。然而,上行信号的频率和下行信号的频率并不总是相同的,所有使用相同的信号通路进行调谐时
无法达到最佳的调谐效果[2],从而导致电子设备的通信性能降低。
    在雷达射频系统中,采用了多种不同类型的电子设备,以下分别进行分析。
    雷达射频电路主要包括射频收发模块、分频器,其中分频器与射频收发模块耦合,调谐模块与分频器耦合并接地,天线分别与分频器、调谐模块耦合。在射频电路中,射频收发模块发射上行信号和接收下行信号时,通过分频器将上行信号和下行信号分为至少两个信号通路,从而可以分别对上行信号和下行信号进行调谐,以使得天线发射射频信号和接收射频信号时均能达到最佳效率点,从而可以提高电子设备的通信性能。
    三、雷达射频系统中的电子设备功能
    电子设备目前在工业中的应用较为广泛,可以实现多种不同的功能。电子设备可以是智能手机、平板电脑等设备,还可以是游戏设备、AR(增强现实)设备、汽车、数据存储装置、音频播放装置、视频播放装置、笔记本、桌面计算设备等,还可以是可穿戴设备诸如电子手表、电子眼镜、电子头盔、电子手链、电子项链、电子衣物等设备。应用在雷达射频系统中的电子设备,主要是为了实现雷达系统中的信号采集、接收和相关的控制功能等[3]。在雷达系统中,射频组件一般由一段电缆连接两只射频同轴连接器组成,可以实现完整的射频讯号和能量的传输。电缆组件在传输系统中是很关键的一部分,它的性能将会严重影响到传输系统的工作质量。电缆组件的性能不仅取决于电缆和连接器各自的性能,连接器的
连接工艺也至关重要。
    四、雷达射频系统设计
    在控制电路中,主要还是需要借助数字处理技术进行对数据信息的运算和控制。采用数字处理技术,可以提高雷达控制系统对数据处理的效率和质量,提高控制的实时性能,同时也可以将其应用在交通等领域中。在对射频电路进行设计的时候,应主要对射频电路采取抗干扰措施,保证射频电路的正常工作。目前在射频电路中,已经采用了静电保护电路。随着集成电路制造技术和工艺的提升,集成电路的厚度已经越来越薄,可以在射频电路中采用额外的静电保护电路。当射频电路出现问题时,可以通过静电保护电路保证射频电路中的元器件不会受到损坏。
    参考文献:
    [1]倪文飞,谢迟,夏丹,等.一种二次雷达射频收发一体机设计[J].火控雷达技术,2019(2):63-67.
    [2]秦建峰,谢晓宇,涂明,等.CINRAD/SA型天气雷达射频数控衰减器的电路原理及故障维修[J].气象水文海洋仪器,2019(2):103-109.
    [3]宦玉萍.通用射频测试系统开发分析与研究[J].数字通信世界,2019(6):78.
    作者单位:
      江苏无线电厂有限公司汽车电子控制系统