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相位和幅度的一致性对哪类雷达影响最大?

归档日期:09-19       文本归类:激光测距      文章编辑:爱尚语录

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  展开全部为准确测量脉冲串的特性,必须知道脉冲的频率。在许多情况,会有一个系统参考信号可用以把RTSA的参考与被测试设备参考锁定在一起。在这种情况,因测量工具和被测设备是锁定在一起的,所以手动输入频率错误为零。当并不准确把握脉冲频率时,RTSA利用三个用于频率误差估测的可选方法来确定RTSA的中心频率和脉冲频率之差。由用户选定的方法取决于频率和脉冲的相位特性。

  雷达脉冲的频率和相位特性可被定义为具有恒固相位、变化相位或线性调频行为。在每种情况,每隔一段时间都对脉冲相位进行估算以确定来自测量相位的任何差异并借助该差异来估算脉冲串和仪器中心频率的频率变化或误差。可通过确定每个脉冲相对于参考信号相位的相位来估算固定相位脉动信号的频率(如脉冲调制的CW信号)。利用被测信号的同相/正交(I/Q)表述来构建内置在RTSA内的信号处理算法。相位是由I/Q波形计算的,其中:

  然后用计算得来的每一脉冲相位计算相位差与时间的斜率,且还得到相对于分析仪频率的频率误差。为优化当确定脉冲相位时由滤波产生的超调和震铃效应,从每个脉冲50%处的中心进行I和Q采样。

  对频率固定相位变化的信号(如开/关一个定频振荡器)来说,脉冲间没有简单关系。也就是说,虽然脉冲的频率一样,但每个脉冲的相位却不同。这样,就必须确定每个脉冲频率。通过确定每个脉冲对应于参考信号的相位斜率,有可能算出每个相位的频率误差。每个脉冲高电平中心处的50%用于该计算。然后对分析阶段得出的全部脉冲频率值进行平均以决定与测量频率的频率误差。

  对包含重复线性调频变频的信号来说,在脉冲高电平持续时间,相位以抛物线方式变化。这种情况,可通过为每一抛物线相位计算找出一个合适的线切来估算频率误差。

  对先进雷达系统来说,脉冲与脉冲间的相位测量一般是个重要指标。伴随着准确测试脉冲频率的需要,脉冲与脉冲间的相位测量精度取决于如下4个关键因素:相噪、整个测量时间、脉冲边沿定义和测量点以及信噪比(SNR)。被测信号自身及测量仪器的相噪都会影响测量精度。相噪带来的不确定性由总体测量时间决定。例如,1ms测量时间将导致集成的集成相噪限制以相对于载频约1kHz的偏置开始并扩展至测量带宽。

  可通过把参考脉冲和被测脉冲间间隔最小化的方式来获得脉冲与脉冲间测量的更高稳定性。在准确脉冲测量中另一个重要因素是估算脉冲的上升沿到底在哪里开始,及为了使脉冲震铃消失它到底要持续多长时间。RF载频的脉冲与脉冲间的相位测量是由到脉冲上升沿的确定偏移完成的。定义得不好或测得不准确的上升沿可导致与参考频率不一致的偏移并恶化精度。当测量上升和下降沿时采用插值方法将有助于把该不确定性最小化。

  确定相对于脉冲上升沿的测量点是有用的。为计算上升沿,脉冲-脉冲间任意点相位的测量精度都具体规定为应大于t = 10(测量带宽)、无论从上升还是下降沿来算都一样。例如,采用55 MHz测量滤波器的脉冲-脉冲间的相位测量在规范内,从脉冲的上升或下降沿来算,测量点大于10/(55 x 106),也即约为182 ns。

  最后,在脉冲-脉冲测量中,SNR是个重要因素。高端RTSA的典型脉冲-脉冲间相位测量的不确定度在2GHz、20MHz带宽时是1.7deg.、比110MHz带宽下降了2.0deg.。在10GHz、20MHz带宽时精度是3.2deg.,在110MHz带宽时升至5deg.

  事实上所有雷达都需要保证一定的幅相一致性,以使接收机工作在最佳状态。但幅相一致性对单脉冲雷达影响最大,单脉冲技术主要用于精密跟踪测量雷达中。单脉冲雷达采用振幅或相位和差式,接收机除了有和通道之外,还有若干个差通道及辅助通道,为了提高测量精度和实现伺服系统对目标的自动跟踪,要求差通道的信号幅度、相位与和通道的保持一致。一般可以在雷达每一个目标处理周期之前的一段时内,向和差通道分别输入测试或领示信号,以测量和差通道幅度、相位的误差,经自动控制系统形成幅度和相位的控制信号,控制调整和差通道的信号幅度、相位,使和差通道信号幅度、相位的误差变小,从而实现幅相一致性。可以参阅一下《雷达原理》和《精密测量跟踪雷达技术》

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