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1、2002年9月火控雷達技術第31卷 XKa波段雷達收發(fā)系統(tǒng)電磁兼容性分析與干擾抑制技術薛小乾(西安電子工程研究所 西安 710100) 【摘要】 描述了Ka雷達收發(fā)系統(tǒng)電磁干擾頻譜,以雷達收發(fā)系統(tǒng)的實際構成為基礎,對其電磁兼容性進行分析,詳細探討電磁兼容性設計及具體實施措施。關鍵詞:電磁兼容性 干擾抑制 雷達收發(fā)ElectromagneticCompatibilityAnalysisandInterferenceSuppressionTechniquesofKa-bandRadarTransceiverXueX
2、iaoqian(Xi'anElectronicEngineeringResearchInstitute,Xi'an710100)Abstract:ThispaperbeginswiththeelectromagneticinterferencespectrumofaKa2bandradartransceiver,thenanalyzesitselectromagneticcompatibilitybasedonitsactualconstructionandfinallypresentstheelectromag
3、neticcompatibilitydesignandimplementationmeasures.Keywords:electromagneticcompatibilityinterferencesuppressionradartransceiver1 范圍Ka雷達收發(fā)系統(tǒng)電路種類繁多,收發(fā)系統(tǒng)工作頻率從視頻到35GHz,系統(tǒng)之間及系統(tǒng)內部組合之間、電路之間電磁干擾很嚴重。發(fā)射機頻率高、功率大,最易產生干擾;接收機對微弱信號進行放大、變換和處理,靈敏度高,對干擾極為敏感。因此收發(fā)系統(tǒng)電磁兼容性在雷達研制中處于非
4、常重要的地位。在雷達研制過程中,收發(fā)系統(tǒng)需要解決的電磁兼容性問題多而復雜,研制雷達頻率合成器過程中,未能徹底抑制混頻、倍頻、分頻過程中的諧波成分,它將竄入TWT放大器,造成雷達發(fā)射機頻譜嚴重不純;在雷達工作過程中,由于發(fā)射機高頻高功率信號泄漏和輻射,造成嚴重干擾,使得接收機性能不太穩(wěn);原來因各數(shù)字板所用C25集成塊均用自己板上的定時信號,在聯(lián)試中發(fā)現(xiàn)在接收機中產生干擾信號。諸如此類現(xiàn)象,表現(xiàn)形式各異,給排除干擾帶來較大難度。Ka收發(fā)系統(tǒng)在雷達站上與其它系統(tǒng)兼容工作,通過國家靶場鑒定試驗,以及電磁兼容性試驗,證明K
5、a收發(fā)系統(tǒng)電磁兼容性設計是成功的,所采取的措施是正確的。X本文于2001年9月23日收到10 第3期薛小乾 Ka波段雷達收發(fā)系統(tǒng)電磁兼容性分析與干擾抑制技術2 雷達收發(fā)系統(tǒng)電磁干擾頻譜任何形狀不規(guī)則的波形和脈沖都是由基波和與基波有一定相位關系而頻率和幅度不同的各次諧波組成的,最低頻率等于脈沖重復頻率,最高頻率由脈沖前沿決定,當加在基波上不同相諧波次數(shù)越多,合成波越尖,成為尖頂波。當脈沖通過電路時,由于電路中存在電感和電容,在諧振條件下,對其中有些頻率成分放大,對另一些頻率成分幅度衰減,致使波形畸變。脈沖干擾取決于
6、脈沖邊沿陡度,且與脈沖重復頻率、脈沖寬度等因素有關,雷達發(fā)射信號為脈沖編碼調制的射頻信號,所形成的頻譜為有載頻抑制的帶調相信息的辛格譜,譜線間隔為脈沖重復頻率。3 收發(fā)系統(tǒng)電磁兼容性分析a.發(fā)射機行波管產生高頻高功率脈沖調制信號,不僅通過天線輻射影響周圍電子設備工作,而且通過殼體的通風管道和網(wǎng)孔向外輻射,也會從波導法蘭縫隙泄漏功率,對周圍部件形成干擾。這種高頻調制信號的頻譜不可能做得很純,含有大量諧波和寄生頻率成分,是收發(fā)系統(tǒng)干擾主要來源之一。b.由于發(fā)射機中的倍頻器、變頻器等功能塊工作在非線性狀態(tài),信號通過它們
7、時,將產生諧波和其它亂真頻率成分,不僅影響信號本身純度,而且在電路和元器件之間互相傳遞,對發(fā)射機其它功能塊構成干擾,此外發(fā)射機中的放大器容易產生自激振蕩,形成窄帶干擾或造成不穩(wěn)定的因素,破壞某些功能塊的工作狀態(tài)。c.發(fā)射機中的控制保護電路,采用開關和數(shù)字電路,完成一系列脈沖信號變換,會產生寬帶高頻干擾,因數(shù)字開關電路具有快速通斷的特點,迅速變化的電流通過導體將產生感應電壓,形成干擾,通過傳輸線和地線傳導,也可直接向空間輻射。d.發(fā)射機有上萬伏的高壓電源,其負載隨調制脈沖變化,通過空間或機殼縫隙和網(wǎng)孔向周圍輻射,發(fā)
8、射機中的開關電源是產生瞬變干擾的根源,這些干擾將通過供電傳輸線對其它組件構成干擾。一些電源給各種不同電路供電,電源電壓波紋起伏和其它干擾會通過公共阻抗和地線傳遞,互相竄擾。接收機中的混頻器、檢波器等非線形組件,當有用信號、無用信號和其它亂真頻率信號通過這些組件后,將產生諧波分量、互調產物和交叉組合干擾。接收機中的本振將產生窄帶干擾,數(shù)字電路將產生高頻沖擊振蕩和瞬變干擾。接
