一種雙通道兩級變頻寬帶接收機及其自動增益控制方法
2023-05-01 12:45:51
一種雙通道兩級變頻寬帶接收機及其自動增益控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種雙通道兩級變頻寬帶接收機及其自動增益控制方法。雙通道兩級變頻寬帶接收機，包括接收通道、數模轉換器、及衰減判斷控制電路，接收通道分為A路接收通道、及B路接收通道，A路接收通道、及B路接收通道結構相同均包括前置信號處理段、一級變頻段、及二級變頻段。雙通道兩級變頻寬帶接收機具有自動增益控制功能，可保證接收機一直工作在線性區，同時保留了所接收信號的原始幅度信息。本發明提供的自動增益控制方法，可以根據目前的脈衝信號幅度預判斷即將接收信號的大小，根據判定結果預置第一衰減器、及第二衰減器的工作狀態，避免反覆切換衰減器的工作通道，使接收機一直工作在線性區。
【專利說明】一種雙通道兩級變頻寬帶接收機及其自動增益控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種雙通道兩級變頻寬帶接收機及其自動增益控制方法。
【背景技術】
[0002]隨著低截獲概率(LPI)雷達和捷變頻雷達的出現，使得現代雷達對抗信號環境出現新特徵:輻射源的數量多、分布密度大、信號交疊嚴重和信號參數多變等，這就要求接收機必須具有很寬的處理帶寬、高靈敏度、大動態範圍等特點。現有的兩級變頻接收機一般採用在信號接收通道中進行限幅放大的方案來滿足接收機高靈敏度和大動態範圍的要求，這種方案的缺點是丟失了接收到信號的原始幅度信息，在信號密度越來越大、信號參數多變的環境下，要提高信號識別的準確率，信號的幅度信息必不可少，這就要求兩級變頻接收機接收到信號的幅度無論大小，接收機都應該工作在線性區。
[0003]現代雷達對抗信號環境呈現輻射源數量多、分布密度大、信號交疊嚴重以及信號參數多變等特徵，傳統的偵察接收機採用了兩級變頻超外差的接收機方案，出於滿足接收機高靈敏度和大動態範圍的要求，這種傳統偵察接收機的最後一級中頻放大器採用了限幅放大器的方案，以滿足小信號時鑑相器靈敏度的要求，鑑相器輸出的信號送給模數轉換器進行模數變換，其方案框圖如圖1所示。
【發明內容】
[0004]為了解決現有技術的不足，本發明提出了一種雙通道兩級變頻寬帶接收機及其自動增益控制方法，保證接收機一直工作在線性區。
[0005]本發明採用如下技術方案:
[0006]一種雙通道兩級變頻寬帶接收機，包括接收通道、數模轉換器、及衰減判斷控制電路，接收通道分為A路接收通道、及B路接收通道，A路接收通道、及B路接收通道結構相同均包括前置信號處理段、一級變頻段、及二級變頻段，一級變頻段內有第一衰減器，二級變頻段內有第二衰減器，第一衰減器、及第二衰減器均設有直通通道和衰減通道；
[0007]A路接收通道一級變頻段的輸出端連接有A路對數檢波器，A路對數檢波器連接衰減控制電路，B路接收通道一級變頻段的輸出端連接有B路對數檢波器，B路對數檢波器連接衰減控制電路，A路對數檢波器、及B路對數檢波器能判斷A路信號、及B路信號的幅度大小；
[0008]信號經A路接收通道、及B路接收通道分別處理後進入數模轉換器，數模轉換器的A路溢出信號、及B路溢出信號輸入衰減判斷控制電路，衰減判斷控制電路將輸入信號處理判定後輸出第一衰減控制信號、及第二衰減控制信號，第一衰減控制信號控制A路接收通道、及B路接收通道內的第一衰減器，第二衰減控制信號控制A路接收通道、及B路接收通道內的第二衰減器。
[0009]本發明一種雙通道兩級變頻寬帶接收機，所述信號在前置信號處理段先經過開關濾波器濾波處理，再經限幅二極體限幅處理，之後經開關衰減器，最後進入低噪聲放大器放大信號；
[0010]信號經前置信號處理段處理後進入一級變頻段，信號在一級變頻段先經第一混頻器混頻處理，再經過第一中頻濾波器，之後進入第一中頻放大器；
[0011]信號經一級變頻段處理後進入二級變頻段，信號在二級變頻段先經開關衰減器，再經第二混頻器混頻處理，之後經過第二中頻濾波器濾波後進入第二中頻放大器。
[0012]本發明一種雙通道兩級變頻寬帶接收機，所述A路接收通道、及B路接收通道中的第一混頻器的本振信號輸入端輸入相同的第一本振頻率，A路接收通道、及B路接收通道中的第二混頻器的本振信號輸入端輸入相同的第二本振頻率。
[0013]根據上述一種雙通道兩級變頻寬帶接收機的自動增益控制方法，所述衰減判斷控制電路根據目前脈衝信號的幅度大小預判斷即將接收信號的大小，根據判定結果預置第一衰減器、及第二衰減器的工作狀態，步驟如下:
[0014]步驟一:設定檢波輸出電壓的區間，對A路對數檢波器輸出的信號和B路對數檢波器輸出的信號分別進行電平判斷；如果電平判斷結果為高，控制第一衰減器工作在衰減通道；如果電平判斷結果為低，控制第一衰減器工作在直通通道；
[0015]步驟二:判斷數模轉換器的A路溢出信號、及B路溢出信號的高低電平；如果電平判斷結果為高，控制第二衰減器工作在衰減通道；如果電平判斷結果為低，控制第二衰減器工作在直通通道。
[0016]所述步驟一中設定檢波輸出電壓的區間，分別命名為Vdetmin、Vdetmax, A路對數檢波器輸出信號為Adet和B路對數檢波器輸出信號為Bdet分別進行電平判斷，電平判斷採用如下步驟:
[0017](a)判斷 Adet e [Vdetmin, VdetmaJ 是否成立，當 Adet e [Vdetmin, VdetmaJ ,執行步驟(b),當 AdetXVdetmax,執行步驟(C),當 AdetCVdetmax,執行步驟(d)；
[0018](b)判斷 Bdet e [Vdetmin, VdetmaJ 是否成立，當 Bdet e [Vdetmin, VdetmaJ ,執行步驟(e),當 BdetXVdetmax,執行步驟(C),當 BdetCVdetmax,執行步驟(d)；
[0019](C)判斷信號是否處於脈衝間隙，如果處於脈衝間隙，衰減判斷控制電路輸出第一衰減控制信號，使第一衰減器工作在衰減通道；如果未處於脈衝間隙，延時，重複步驟(C)直到衰減判斷控制電路輸出第一衰減控制信號；
[0020](d)判斷信號是否處於脈衝間隙，如果處於脈衝間隙，衰減判斷控制電路輸出第一衰減控制信號，使第一衰減器工作在直通通道；如果未處於脈衝間隙，延時，重複步驟(d)，直到衰減判斷控制電路輸出第一衰減控制信號；
[0021](e)判斷信號是否處於脈衝間隙，如果處於脈衝間隙，重複步驟(a);如果未處於脈衝間隙，延時，重複步驟(e)，直到信號處於脈衝間隙。
[0022]所述步驟二中判斷數模轉換器的A路溢出信號、及B路溢出信號的高低電平，採用如下步驟:
[0023](I)判斷A路溢出信號、及B路溢出信號的電平是否為高電平，如果有一個為高電平執行步驟(2)，反之執行步驟(3)；
[0024](2)判斷信號是否處於脈衝間隙，如果處於脈衝間隙，衰減判斷控制電路輸出第二衰減控制信號，使第二衰減器工作在衰減通道；如果未處於脈衝間隙，延時，重複步驟(2)直到衰減判斷控制電路輸出第二衰減控制信號；
[0025](3)判斷信號是否處於脈衝間隙，如果處於脈衝間隙，衰減判斷控制電路輸出第二衰減控制信號，使第二衰減器工作在直通通道；如果未處於脈衝間隙，延時，重複步驟(3)直到衰減判斷控制電路輸出第二衰減控制信號；
[0026](4)判斷信號是否處於脈衝間隙，如果處於脈衝間隙重複步驟⑴；如果未處於脈衝間隙，延時，重複步驟(4)，直到信號處於脈衝間隙。
[0027]本發明的有益技術效果:
[0028]本發明提供的雙通道兩級變頻寬帶接收機具有自動增益控制功能，可保證接收機一直工作在線性區，同時保留了接收到信號的幅度信息，並使接收機具有高靈敏度、大動態範圍的優點。
[0029]本發明提供的自動增益控制方法，可以根據目前脈衝信號的幅度大小預判斷即將接收信號的大小，根據判定結果預置第一衰減器、及第二衰減器的工作狀態，避免反覆切換衰減器的工作通道，使接收機一直工作在線性區。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1為現有技術的雙通道兩級變頻寬帶接收機結構框圖。
[0031]圖2為本發明的雙通道兩級變頻寬帶接收機結構框圖。
[0032]圖3為衰減判斷控制電路框圖。
[0033]圖4為第一衰減控制信號的產生流程圖。
[0034]圖5為第二衰減控制信號的產生流程圖。
【具體實施方式】
[0035]結合附圖2至5對本發明的【具體實施方式】做進一步說明:
[0036]一種雙通道兩級變頻寬帶接收機，包括接收通道、數模轉換器、及衰減判斷控制電路，接收通道分為A路接收通道、及B路接收通道，A路接收通道、及B路接收通道結構相同均包括前置信號處理段、一級變頻段、及二級變頻段，一級變頻段內有第一衰減器，二級變頻段內有第二衰減器，第一衰減器、及第二衰減器均設有直通通道和衰減通道。
[0037]A路接收通道一級變頻段的輸出端連接有A路對數檢波器，A路對數檢波器連接衰減控制電路，B路接收通道一級變頻段的輸出端連接有B路對數檢波器，B路對數檢波器連接衰減控制電路，A路對數檢波器、及B路對數檢波器能判斷A路信號、及B路信號的幅度大小。
[0038]信號經A路接收通道、及B路接收通道分別處理後進入數模轉換器，數模轉換器的A路溢出信號、及B路溢出信號輸入衰減判斷控制電路，衰減判斷控制電路將輸入信號處理判定後輸出第一衰減控制信號、及第二衰減控制信號，第一衰減控制信號控制A路接收通道、及B路接收通道內的第一衰減器，第二衰減控制信號控制A路接收通道、及B路接收通道內的第二衰減器。
[0039]信號在前置信號處理段先經過開關濾波器濾波處理，再經限幅二極體限幅處理，之後經開關衰減器，最後進入低噪聲放大器放大信號；信號經前置信號處理段處理後進入一級變頻段，信號在一級變頻段先經第一混頻器混頻處理，再經過第一中頻濾波器，進入第一中頻放大器；信號經一級變頻段處理後進入二級變頻段，信號在二級變頻段先經開關衰減器，再經第二混頻器混頻處理，之後經過第二中頻濾波器濾波後進入第二中頻放大器。
[0040]A路接收通道、及B路接收通道中的第一混頻器的本振信號輸入端輸入相同的第一本振頻率，A路接收通道、及B路接收通道中的第二混頻器的本振信號輸入端輸入相同的第二本振頻率。
[0041]根據上述雙通道兩級變頻寬帶接收機提出一種自動增益控制方法，衰減判斷控制電路根據目前脈衝信號的幅度大小預判斷即將接收信號的大小，根據判定結果預置第一衰減器、及第二衰減器的工作狀態，步驟如下:
[0042]步驟一:設定檢波輸出電壓的區間，對A路對數檢波器輸出的信號和B路對數檢波器輸出的信號分別進行電平判斷；如果電平判斷結果為高，控制第一衰減器工作在衰減通道；如果電平判斷結果為低，控制第一衰減器工作在直通通道。
[0043]如圖4所示，設定檢波輸出電壓的區間，分別命名為Vdetmin、Vdetmax, A路對數檢波器輸出信號為Adet和B路對數檢波器輸出信號為Bdet分別進行電平判斷，第一衰減控制信號為1，第一衰減器工作在衰減通道，第一衰減控制信號為0，第一衰減器工作在直通通道，電平判斷採用如下步驟:
[0044](a)判斷 Adet e [Vdetmin, VdetmaJ 是否成立，當 Adet e [Vdetmin, VdetmaJ ,執行步驟(b),當 AdetXVdetmax,執行步驟(C),當 AdetCVdetmax,執行步驟(d)；
[0045](b)判斷 Bdet e [Vdetmin, VdetmaJ 是否成立，當 Bdet e [Vdetmin, VdetmaJ ,執行步驟(e),當 BdetXVdetmax,執行步驟(C),當 BdetCVdetmax,執行步驟(d)；
[0046](c)判斷信號是否處於脈衝間隙，如果處於脈衝間隙，衰減判斷控制電路輸出第一衰減控制信號，使第一衰減器工作在衰減通道；如果未處於脈衝間隙，延時，重複步驟(C)直到衰減判斷控制電路輸出第一衰減控制信號；
[0047](d)判斷信號是否處於脈衝間隙，如果處於脈衝間隙，衰減判斷控制電路輸出第一衰減控制信號，使第一衰減器工作在直通通道；如果未處於脈衝間隙，延時，重複步驟(d)，直到衰減判斷控制電路輸出第一衰減控制信號；
[0048](e)判斷信號是否處於脈衝間隙，如果處於脈衝間隙，重複步驟(a);如果未處於脈衝間隙，延時，重複步驟(e)，直到信號處於脈衝間隙。
[0049]步驟二:判斷數模轉換器的A路溢出信號、及B路溢出信號的高低電平；如果電平判斷結果為高，控制第二衰減器工作在衰減通道；如果電平判斷結果為低，控制第二衰減器工作在直通通道。
[0050]如圖5所示，判斷數模轉換器的A路溢出信號為A0Ver_range、B路溢出信號為Bover_range，第二衰減控制信號為1，第二衰減器工作在衰減通道，第二衰減控制信號為0，第二衰減器工作在直通通道，採用如下步驟:
[0051](I)判斷A路溢出信號、及B路溢出信號的電平是否為高電平，如果有一個為高電平執行步驟(2)，反之執行步驟(3)；
[0052](2)判斷信號是否處於脈衝間隙，如果處於脈衝間隙，衰減判斷控制電路輸出第二衰減控制信號，使第二衰減器工作在衰減通道；如果未處於脈衝間隙，延時，重複步驟(2)直到衰減判斷控制電路輸出第二衰減控制信號；
[0053](3)判斷信號是否處於脈衝間隙，如果處於脈衝間隙，衰減判斷控制電路輸出第二衰減控制信號，使第二衰減器工作在直通通道；如果未處於脈衝間隙，延時，重複步驟(3)直到衰減判斷控制電路輸出第二衰減控制信號；
[0054](4)判斷信號是否處於脈衝間隙，如果處於脈衝間隙重複步驟⑴；如果未處於脈衝間隙，延時，重複步驟(4)，直到信號處於脈衝間隙。
[0055]雙通道兩級變頻寬帶接收機具有自動增益控制功能，可保證接收機一直工作在線性區，同時保留了接收到信號的幅度信息。本發明提供的信號判定方法，可以根據目前脈衝信號的幅度大小預判斷即將接收信號的大小，根據判定結果預置第一衰減器、及第二衰減器的工作狀態，避免反覆切換衰減器的工作通道，使接收機一直工作在線性區。
[0056]當然，以上說明僅僅為本發明的較佳實施例，本發明並不限於列舉上述實施例，應當說明的是，任何熟悉本領域的技術人員在本說明書的指導下，所做出的所有等同替代、明顯變形形式，均落在本說明書的實質範圍之內，理應受到本發明的保護。
【權利要求】
1.一種雙通道兩級變頻寬帶接收機，其特徵在於，包括接收通道、數模轉換器、及衰減判斷控制電路，接收通道分為A路接收通道、及B路接收通道，A路接收通道、及B路接收通道結構相同均包括前置信號處理段、一級變頻段、及二級變頻段，一級變頻段內有第一衰減器，二級變頻段內有第二衰減器，第一衰減器、及第二衰減器均設有直通通道和衰減通道； A路接收通道一級變頻段的輸出端連接有A路對數檢波器，A路對數檢波器連接衰減控制電路，B路接收通道一級變頻段的輸出端連接有B路對數檢波器，B路對數檢波器連接衰減控制電路，A路對數檢波器、及B路對數檢波器能判斷A路信號、及B路信號的幅度大小； 信號經A路接收通道、及B路接收通道分別處理後進入數模轉換器，數模轉換器的A路溢出信號、及B路溢出信號輸入衰減判斷控制電路，衰減判斷控制電路將輸入信號處理判定後輸出第一衰減控制信號、及第二衰減控制信號，第一衰減控制信號控制A路接收通道、及B路接收通道內的第一衰減器，第二衰減控制信號控制A路接收通道、及B路接收通道內的第二衰減器。
2.根據權利要求1所述的一種雙通道兩級變頻寬帶接收機，其特徵在於，所述信號在前置信號處理段先經過開關濾波器濾波處理，再經限幅二極體限幅處理，之後經開關衰減器，最後進入低噪聲放大器放大信號； 信號經前置信號處理段處理後進入一級變頻段，信號在一級變頻段先經第一混頻器混頻處理，再經過第一中頻濾波器，之後進入第一中頻放大器； 信號經一級變頻段處理後進入二級變頻段，信號在二級變頻段先經開關衰減器，再經第二混頻器混頻處理，之後經過第二中頻濾波器濾波後進入第二中頻放大器。
3.根據權利要求2所述的一種雙通道兩級變頻寬帶接收機，其特徵在於，所述A路接收通道、及B路接收通道中的第一混頻器的本振信號輸入端輸入相同的第一本振頻率，A路接收通道、及B路接收通道中的第二混頻器的本振信號輸入端輸入相同的第二本振頻率。
4.根據權利要求3所述的一種雙通道兩級變頻寬帶接收機的自動增益控制方法，其特徵在於，所述衰減判斷控制電路根據目前脈衝信號的幅度大小預判斷即將接收信號的大小，根據判定結果預置第一衰減器、及第二衰減器的工作狀態，步驟如下: 步驟一:設定檢波輸出電壓的區間，對A路對數檢波器輸出的信號和B路對數檢波器輸出的信號分別進行電平判斷；如果電平判斷結果為高，控制第一衰減器工作在衰減通道；如果電平判斷結果為低，控制第一衰減器工作在直通通道； 步驟二:判斷數模轉換器的A路溢出信號、及B路溢出信號的高低電平；如果電平判斷結果為高，控制第二衰減器工作在衰減通道；如果電平判斷結果為低，控制第二衰減器工作在直通通道。
5.根據權利要求4所述的信號判定方法，其特徵在於，所述步驟一中設定檢波輸出電壓的區間，分別命名為Vdetmin、Vdetmax，A路對數檢波器輸出信號為Adet和B路對數檢波器輸出信號為Bdet分別進行電平判斷，電平判斷採用如下步驟: (a)判斷Adet e [Vdetmin, VdetmaJ 是否成立，當 Adet e [Vdetmin, VdetmaJ ,執行步驟(b),當 AdetXVdetmax,執行步驟(C),當 AdetCVdetmax,執行步驟(d)； (b)判斷Bdet e [Vdetmin, VdetmaJ 是否成立，當 Bdet e [Vdetmin, VdetmaJ ,執行步驟(e),當 BdetXVdetmax,執行步驟(C),當 BdetCVdetmax,執行步驟(d)； (C)判斷信號是否處於脈衝間隙，如果處於脈衝間隙，衰減判斷控制電路輸出第一衰減控制信號，使第一衰減器工作在衰減通道；如果未處於脈衝間隙，延時，重複步驟(C)直到衰減判斷控制電路輸出第一衰減控制信號； (d)判斷信號是否處於脈衝間隙，如果處於脈衝間隙，衰減判斷控制電路輸出第一衰減控制信號，使第一衰減器工作在直通通道；如果未處於脈衝間隙，延時，重複步驟(d)，直到衰減判斷控制電路輸出第一衰減控制信號； (e)判斷信號是否處於脈衝間隙，如果處於脈衝間隙，重複步驟(a);如果未處於脈衝間隙，延時，重複步驟(e)，直到信號處於脈衝間隙。
6.根據權利要求4所述的信號判定方法，其特徵在於，所述步驟二中判斷數模轉換器的A路溢出信號、及B路溢出信號的高低電平，採用如下步驟: (1)判斷A路溢出信號、及B路溢出信號的電平是否為高電平，如果有一個為高電平執行步驟(2)，反之執行步驟(3)； (2)判斷信號是否處於脈衝間隙，如果處於脈衝間隙，衰減判斷控制電路輸出第二衰減控制信號，使第二衰減器工作在衰減通道；如果未處於脈衝間隙，延時，重複步驟(2)直到衰減判斷控制電路輸出第二衰減控制信號； (3)判斷信號是否處於脈衝間隙，如果處於脈衝間隙，衰減判斷控制電路輸出第二衰減控制信號，使第二衰減器工作在直通通道；如果未處於脈衝間隙，延時，重複步驟(3)直到衰減判斷控制電路輸出第二衰減控制信號； (4)判斷信號是否處於脈衝間隙，如果處於脈衝間隙重複步驟(I);如果未處於脈衝間隙，延時，重複步驟(4)，直到信號處於脈衝間隙。
【文檔編號】H04B1/16GK104135299SQ201410342213
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月18日 優先權日:2014年7月18日
【發明者】郝紹傑, 王釗, 何鵬, 張峰 申請人:中國電子科技集團公司第四十一研究所