adams仿真案例讲解
adams分析实例，定轴轮系和行星轮系传动模拟和仿真3.5在 ADAMS/view中位置方向库中选择位置旋转( Position: Rotate.)图标一,在角度(Ange一栏中输入90,表示将对象旋转90度。如图3-3所示。在 ADAMS/View窗口中用鼠标左键选择圆柱体,将出来一个白色箭头移动光标,使白色箭头的位置和指向如图3-8所示。然后点击鼠标左键,旋转后的圆柱体如图3-9所示。gravity图3-8圆柱体的位置旋转图3-9旋转90后的圆柱体4.创建旋转副、齿轮副、旋转驱动4.1选择 ADAMS/wiew约束库中的旋转副( Joint: Revolute图标。,参数选择2Bod1loc和 Normal to grid,在ADAMS/view工作窗口中先用鼠标左键选择齿轮(PART2)然后选择机架( ground),接着选择齿轮上的PART2cm如图4-1所示。图中显亮的部分就是所创建的旋转副( JOINT_1该旋转副连接机架和齿轮,使齿轮能相对机架旋转4-1齿轮上的旋转副4.2再次选择 ADAMS/iew约束厍中的旋转副( Joint:Revolute)图标参数选择2Bod-1Loc和 Normal ToGrid。在 ADAMS/wew工作窗口中先月鼠标左键选择齿轮PART3),然后选择机架〔 ground),接着选择齿轮上的PART3.cm,如图4-2所示。图中显亮的部分就是所创建的旋转副( JOINT_2)该旋转副连接机架和齿轮使齿轮能相对机架旋转图42蜗杆上的旋转副43创建完两个定轴齿轮上的旋转副后,还要创建两个定轴齿轮的啮合点( MARKER)。齿轮副的啮合点和旋转刮必须有相同的参考连杆(机架),并且啮合点Z轴的方向与齿轮的传动方向相同。所以在本题中,啮合点( MARKER)必须定义在机架( ground)上,机架可以看作机架选择 ADAMSAVIew工具箱的动态选择( Dynamic Pick)图标,将两个齿轮的啮合处进行放大,再选择动态旋转图标鬥,进行适当的旋转。选择 ADAMS/View零件库中的标记点工具图标数选择如图4-3所示。选择坐标为(100,50,0),如图4-4所示,图中显亮的部分就是所创建的啮合点( MARKER14)。MarkerAdd to groundLyOrientati onlobal xY图4-3标记点的选项图44蜗轮蜗杆的啮合点4.4下面将对上面做出的啮合点进行位置移动和方位旋转,使该啮合点位于两齿轮中心线上,并使啮合点的Z轴方向与齿轮旋转方向相同。在ADAMS/View窗口中,在两个齿轮啮合处点击鼠标右键,运择 - Maker:rr-Clr de: CYLINDER_1MARKER14 Modify,如图45所示。在弹出的对话框中,将 LocationAl: raSelct栏的值1000.50.0,00改为100.0,25,00(位置移动)将 Orientation栏中的值0.0,0.0,0.0修改为0,90,0方位旋转)如图46所示。点击对话椎下而的OKApea『ane键讲行确定,旋转后的啮合点( MARKER_14)如图4-7所不。从图中可以看出,啮合点的Z轴(蓝色)Z轴的方向与齿轮的啮合方向相同图4-5属性修改对话框Nanedingzhoulaensi two. cround MARKER_ 7Inn n. 25. nLocation Relative Ta. dingzhouluerutitws0.0,90.0,0.0Ori entation Relative Td. dingzhoulueas i twoirer」[spy]a0写糖图4-7旋转后的啮合点图4-6进行坐标轴的旋转45选择 ADAMS/View约束库中的齿轮副(Gear)图标在弹出的对话框中的 Joint Name栏中,点击鼠标右键分别选择 JOINT1、JONr2。如图4-7所示。在 Common Velocity Marker栏中,点击鼠标右键选择啮合点( MARKER14)。如图4-8所示,然后点击对话框下面的OK按钮,两个齿轮的齿轮副创建出来,如图49所示1 Constraint Create Complex Joint Gearme[mhte×1cmmndingrhoulNeni GEAR 1Gear Nemedinczhouluenxi two GEAR_1Adms工dCommentsJoint NameN 1, JOINT 2Common Velocity MarkerCommon veloci ty Markey鬥 AREER1ParameterizedingzhouluenxiApplyCaneelJoINT 247齿轮副的创建对话框图48齿轮副的创建要素图4-9定轴齿轮的齿轮副46在 ADAMS/View驱动库中选择旋转驱动( Rotational joint Motion)按钮,在sped-栏中输入360,360表示旋转驱动每秒钟旋转360度。在 ADAMS/View工作窗口中,两个齿轮中仟选一个作为丰动齿轮,本设计中选择左边的齿轮(红色的),用鼠标左键点击齿轮上的旋转副( JOINT1),一个旋转驱动创建出来,如图4-10所示,图中显亮的部分为旋转驱动。图4-10齿轮上的旋转驱动5仿真模型5.1点击彷真按钮圖设置仿真终止时间〔 End Time冫为1,仿真工作步长( Step Size)为0.01然后点击开始仿真按钮进行仿真52对小齿轮的进行运动分析。因为太齿轮的齿数为x1=50,小齿轮的齿数2=25,模数m=4mm,因此根据机械原理可以知道,对于标准外啮合渐开线直齿圆柱体齿轮传动,小齿轮的转速为大齿轮的2倍。对小齿轮的旋转副 JOINT2进行角位置分析。在 ADAMS/View工作窗口中用鼠标右键点击小齿轮的旋转副JOINT2,选择 Modify命令,如图5-1所示,在弹出的修改对话框中选-CyInder: CYUND-R 2择测量( Measures)图标如图52所示。在弹出的测量对话框中-M=rsr:cri-Marker: MAR ER 5将 Characteristic栏设置为Ax/Ay! Az Projected Rotation,将st gourdComponent栏设置为Z,将From/At栏设置为PART3. MARKER5(或者ground MARKER6),其他的设置如图5-3所示。然后点击对话框下面的Jark::JoI_2OK”确认。生成的时间-角度曲线如图5-4所示。1 Joint MeasureMeasure namedingchouluensi two. JOINT_2 MEA 2JointJUINT 2Characteristic: Art/ Ay/Ar Projected Rotation图5-1旋转副属性修改命令ComponentC(ZFrom/此tC PART 3, MARKER 5tameI 2HARKER 6Crientati onSecond BodyRepresent coordinates inTypel revoluteForce Display Honev Create Strip Chartpose Mations)图5-3测量力对话框的设置团网」」_sy」cd图5-2修改对话框1 J0INT_2_MEA_17500Tine:1.000Current: 72037500.510图54时间和角度的曲线图由图5-4可以知道,当大齿轮每秒逆时针转过360度时,小齿轮顺时针转过的角度为720度符合标准外啮合渐开线直齿圆柱体齿轮传动角速度与齿轮的分度圆半径成反比。ADAMS分析实例-定轴轮系和行星轮系传动模拟有一对外聩合洧开线直圆柱体齿轮传动已知x1=50,32=25,m=4mm,=20°。两个齿轮的厚度都是5mm。1.启动 ADAMS双击桌面上 ADAMS/View的快捷图标,打开 ADAMS/View在欢迎对话框中选择“ Create a new model”,在模型名称( Model name)栏中输入; xingxingchiluen:在重力名称( Gravity)栏巾选择“ Earth normal(- Global y)”;在单位名称( Units)栏中选择“MMKS-mm,kg, N s, deg”。如图1-1所示。How would you l:ke to proceed?C Open an existing databaseImport a fileADAMSStart it D: AllAlS12Model name ing:ingchiluenGravity Earth Normal (-Global r)inits MMES-m,kg趴,degWurkiny Gril Fellingsv Show冒 orkime Grid图1-1欢迎对话框C Rectangular C Folar2.设置工作环境2.1对于这个模型,网格间距需要设置成更高的精度以满足要求。szC750mn)(500mm)在 ADAMS/View菜单栏中,选择设置(〈stim)下拉菜单中的工作sp网格( Working grid)命令。系统弹出设置T作网格对話框,将网格ColorWeight的尺寸Sie)中的X和Y分别设置成750mm和500m,间距( Spacing) Dots Contrast1中的X和Y都设置成50mm。然后点击“OK”确定。如图21所表 Ares Contrast1Lines Contrast厂 Triad Solid2.2用鼠标左键点击选择( Select)图标,控制面板出现在| Set location工具箱中。Set orientationQ23用鼠标左键点击动态放大( Dynamic Zo0m)图标Applyance在模型窗口中,点击鼠标左键并按住不放,移动鼠标进行放大或缩小。创建齿轮图2-1设置工作网格对话框3.1在 ADAMS/View零件库中选择圆柱Cylinder体 Cylinder)图标参数选择为“NewNew PartPart”,长度( Length)选择50mm(齿轮Y Length的厚度),半径( Radius)选择100mmm×ZV Radius210))。如图31所示。4×50100图3-1设置圆柱体选项3.2在 ADAMS/view工作窗凵中先用鼠标任意左键选择点(,,0)mm,然后选择点(0,50,0)。则一个圆柱体(PART2)创建出来。如图3-2所示。3-2创建圆柱体(齿轮)33在 ADAMS/iew中位置/方向库中选择位置旋转( Pusillum: Rotate,,)Selectedopy图标,在角度(Ange一栏中输入90.表示将对象旋转90度。如图33| About所示。在 ADAMS/wiew窗口中用鼠标左键选择圆柱体,将出来一个白色箭Angle头,移动光标,使白色箭头的位置和指向如图3-4所示。然后点击鼠标左键旋转后的圆柱体如佟3-5所示。图3-3位置旋转选项图3-4圆柱体的位置旋转35旋转90后的圆柱体34在 ADAMS/View零件库中选择圆柱体( Cylinder)图标,参数选择为“ New part”,长度( Length)选择50mm(齿轮的厚度),半径( Radius)选择50mm(m×z4×25=50)如图3-1所示。在 ADAMS/iew工作窗口口先用鼠标左键选择点(150,0,0)mm,然后选择点(150,50,0)。则一个圆柱体(PART3)创建出来。如图3-6所小。图3-6创建圆柱体(齿纶)3.5在 ADAMS/View中位置/方向库中选择位置旋转( Position: Rotate.)图标"一,在角度(Ange)一栏中输入90,表示将对象旋转90度。如图3-3所示。在 ADAMS/View窗口中用鼠标左键选择圆柱体,将出来一个自色箭头,移动光标,使白色箭头的位置和指向如图3-7所示。然后点击鼠标左键,旋转后的陨柱体如图3-8所示。3-7圆柱体的位置旋转图3-8旋转90后的圆杜体36在 ADAMS/VIew零件库中选择杆仁ik图标,,参数选择为如图39所示。在 ADAMS/View工作窗口中先用鼠标左键选择点PART2 MARKER1,然后选择点PART3 MARKER2。则一个连杆(PART4)创建出来。如图3-10所示。图3-10创建的连杆4.创建旋转副、齿轮副、固定副、旋转驱动4.1在本改计选择左边的齿轮(红色的)为固定齿轮选择 ADAMSaView约束库中的旋转副( Joint: Revolute)图标参数选择2Bod-1Loc和 Normal to grid。在ADAMS/View工作窗口中先用鼠标左键选择连杆aJ LDr3(PART_4),然后选择机架( ground),接着选择齿轮上的PART4 MARKER3,如图4-1所示。图中显亮的部分就是所创建的旋转副( JOINT1),该旋转副连接机架和连杆,使连杆能相对机架旋转。图4-1连杆的旋转别4.2再次选择 ADAMS/view约東库中的旋转副( Joint: Revolute)图标参数选择2Bod-lIoc和 Normal to grid。在 ADAMS/view工作窗口中先用鼠标左键选择齿轮(PART_2),然后选择连杆(PART_4),接着选择齿轮上的PART2cm(或者PART2 MARKER1),如图42所示。图中显亮的部分就是所创建的旋转副( JOINT2),该旋转副连接连杆和固定齿轮,使连杆能对固定齿轮旋转。因为 JOINT1和JOINT2重合在一起,所以从图4-2中区分不出来图4-2固定齿轮的旋转副43再次选择 ADAMS/view约束库中的旋转副( Joint: Revolute)饜标",参数近择2Bod-1Loc和Normal to grid。在 ADAMS/view工作窗口中先用鼠标左键选择齿轮(PART3),然后选择连杆(PART4),接着选择齿轮上的PART3cm(或者PART3 MARKER2),如图43所示。图中显亮的部分就是所创建的旋转副( JOINT3),该旋转副连接连杆和行星轮使迕杆能带动行星轮旋转。图4-3行星轮的旋转副44创建完两个齿轮和连杆上的旋转副后,还要创建两个齿轮的啮合点( MARKER)。因为行星轮要在定齿轮上做圆周运动,所以行星轮和固定齿轮的啮合点不是匝定不动的,它随着行星轮的运动而不断地变化,因此,可以把啮合点固定在连杆上,因为迕杆和行星轮一起做园周运动,并且两齿轮旋转中心的连线一定经过啮合点。下面我们将把啮合点围在连杆,并且使啮合点Z轴的方向与齿轮的传动方向相同。选择 ADAMS/view零件库中的标记点工具图标参数选择如图44所示。选择连杆(PART4)在选择连杆上点PART4cm,如图45所示,图中显亮的部分就是所创建的啮合点( MARKER_11)arherAdd to partOrientationGlobal xY图44标记点的选项图4-5固定齿轮和行星轮之间的啮合点45上面所创建的啮合点不在两个齿轮的分度圆的交线上,下面将对上面做出的啮合点进行位置移动和方位旋转使该啮合点位于两齿轮交线上,并仅啮合点的Z轴方向与齿轮旋转方向相同。在 ADAMS/VIew窗口中,在两个齿轮啮合处点击鼠标右键,选拦- Maker: MARKER14→ Modify,如图4-5所示。在弹出的对话框中,将 Location栏的值75.0.25.0,-25.改为100.0,25.0.-250(位置移动),将 Orientation栏中的值0.0.0.0.
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相控阵雷达接收技术-相控阵雷达技术丛书
接收技术是相控阵雷达最基本的技术之一。本书全面分析了相控阵雷达通道接收技术、相参频率合成技术、波形产生和激励源技术，这三部分内容涵盖了完整的相控阵雷达接收技术，具体有：相控阵雷达对接收机性能的要求，接收机的构成和主要功能；噪声的特性、来源，噪声系数及其测量方法和动态范围；多通道接收、计算机辅助测试和接收机监控技术；现代雷达中开始出现的数字接收技术；相位噪声的特点，在时域和频域表征它的参数和术语，对它的测量方法以及它对雷达性能的影响；基本的频率合成技术，特别详细地介绍了近年来出现的直接数字式频率合成技术；雷达发射波形和激励信号产生技术；相控阵雷达数字化接收技术的新进展。.目录Ⅻ3.4普遍情况下的网络噪声特性2了3.4.1多频网终的噪声特性303.4.2级联网络的噪声特性pt.自d鲁333.4.3超外差雷达接收机网络级联分析…39接收机灵敏度403.6相控阵雷达接收阵面的有效噪声温度3.6.1相控阵雷达有源天馈线阵面的主要类型433.6.2各类天线阵的有效噪声温度453.7噪声系数的测量463.7.1噪声源…463.7.2Y因子法…∴……483.7.3自动测量法3.7.4噪声直接测量法543.8内部干扰——电磁兼容性设计………553.8.1滤波与带宽的优化56.8.2中频频率的优化59参考文献…60第4章通道接收机的其他性能…624.1动态范围………624.1.1增益设计和增益分配634.1.2接收机输入端回波信号的动态范围……644.1.3接收机设备的动态范围674.1.4接收机的增益控制704.1.5接收机动态范围对MTI改善因子的影响4.2多通道接收机…………724.2.1多通道接收机的特性……724.2.2多通道接收机性能对相控阵雷达性能的影响…………………724.3通道接收机的计算机辅助测试(CAT)技术………734.3.1计算机自动测试基本原理和系统构成鲁非■鲁鲁章鲁∴…744.3.2单通道性能测试………………764.3.3通道间幅相一致性测试77相控阵雷达接收机的监控与BIT784.4.1相控阵雷达接收机监控和BⅠT的必要性、内容与方法4.4.279参考文献80Ⅻ相控阵雷达接收技术第5章数字接收机及采样定理1数字接收机的意义815.1.1雷达数字接收机的关键技术5.1.2数字接收机对雷达通道接收机性能的影响82低通采样定理…825.2.1采样845.2.2量化883中频数字化895.3.1带通釆样定理。曲自B自鲁鲁鲁5.3.2带通采样的进一步分析94降低噪声和杂散的方法97参考文献106第6章模数变换(ADC)技术…………………………………1086.1ADC的类型及其特性1086.1.1闪烁型或全并行型1096.1.2流水线型1106.1.3逐次逼近型………………·即.·看··罪·如自鲁6.1.4∑一△型……1126.2ADC主要性能分析…………………………………1146.2.1转换速率1166.2.2分辨力∴…1176.2.3增益误差非自自1176.2.4量化噪声1176.2.5输出信噪比暂最DD1216.2.6有效位……1226.2.7非线性失真及无杂散动态范围………………………………1246.2.8谐波失真…1256.2.9输入带宽,小信号带宽,全功率带宽…∴1266.2.10积分非线性误差和微分非线性误差1276.2.11漏码…1306.2.12直流偏移……………1306.2.13采集时间、孔径时间、孔径延迟时间和有效孔径延迟时间…1306.2.14孔径不确定性噪声1326.2.15噪声功率比1346.2.16缓冲放大器…136日录上絮6.2.17数字接收机与系统噪声系数………………1366.2.18ADC对雷达性能的影响138参考文献140第7章解调技术…1417.1解调技术的主要性能指标7.2模拟信号的解调●·普鲁啬1443无混频数字信号的解调1467.3.1数字正交检相器的一般原理∴…1477.3.2希尔伯特滤波法1487.3.3低通滤波法…………………1497.3.4插值法………………………1517.3.5数字乘积检相(DPD)法………1527.4采样率转换技术1537.4.1抽取……1537.4.2内插1545高效数字滤波器1567.6数字下变频器…7.6.1实现数字下变频的方法1617.6.2ASIC方法1617.6.3FPGA方法……甲·普···………………165参考文献…171第8章频率合成器的各项性能、相位噪声及其测量方法∴……1738.1频率合成器的主要性能指标1738.1.1工作频率范围及频率捷变点数…1738.1.2工作频率、频率准确度及长期频率稳定度……1748.1.3输出功率1748.1.4频率转换时间及其测试技术174频率稳定度或相位噪声………………1758.1.6谐波与杂散1768.1.7撷率推移1778.1.8频率牵引●●4……1778.1.9频率复现性1778.1.10开机特性1778.2频率稳定度及其表征………1788.2.1频率稳定度对于现代雷达的意义178Ⅻ相控阵霅达接收技术82.2相位噪声的产生………1838.2.3雷达频率源的频率稳定度砑究特点1938.2.4相位噪声的谱密度分布∴……………………19582.5频率稳定度的表征……1978.3频率稳定度的测量技术·。由击●果●………………………2128.3.1时域一阿仑方差测量法…2138.3.2频域测量方法之直接频谱仪法………………218.3.3频域测量方法之二—一相位检波法…∴…2178.3.4频域测量方法之三——鉴频法2238.3.5附加噪声的测量………………2248.3.6信号源调幅噪声的测量……2258.3.7脉冲信号相位噪声的测量技术…………226参考文献………230第9章频率源性能对雷达性能的影响……2329,1对雷达接收机噪声系数的影响2329.2对雷达接收机选择性的影响………2339.3对接收机动态范围的影响………2339.4对脉冲压缩性能的影响……鲁·鲁命鲁自着·非最单·非“·p看自·鲁·要罪要·D·身看2339.5对动目标显示性能的影响…2349.5.1动目标显示技术的基本原理……D●鲁2349.5.2颊率稳定度对MTI的影响…2369.6对脉冲多普勤雷达的影响240参考文献241第10章频率合成器的构成●鲁。看,·自·非24210.1直接模拟式频率合成技术……24210.2间接模拟式频率合成技术(锁相环技术)…………………24410.3直接数字式频率合成技术24610.3.1DDS的基本工作原理24710.3.2DDS输出信号的质量…25010.3.3DDS杂散的抑制……25710.3.4DDS输出频率的扩展26010.3.5数模变换器(DAC)26010.4组合式频率合成技术……………26710.4.1锁相环/直接式合成技术26710.4.2DDS/锁相环式合成技术268目录X参考文献………………………268第11章发射波形和激励信号产生技术27011.1发射波形的产生…………270模拟产生法27111.1.2数字产生法27411.2激励信号的产生……………28011.2.1直接中频信号产生…28011.2.2正交调制技术和上变频技术……………28111.3激励信号带宽的扩展一超宽带信号的产生……………28511.3,1基带信号带宽的展宽…………………………28511.3.2调制器的选择28611.3.3倍频技术28711.4激励信号质量分析自自自自「非28711.4.1基带波形的质量…28711.4.2正交调制器输出信号的质量……鲁。·香卵2811.4.3信号质量对匹配滤波一脉冲压缩性能的影响……290I1.4.4信号质量对去斜处理性能的影响……………293参考文献…297第12章数字化接收技术的新进展…………………………29912.1数字阵雷达(DAR)的发展历史及现状29912.2数字收发组件和数字接收机30312.3微波ADC技术…看·曲·鲁·鲁非自●。·带垂垂…30712.4光学ADC技术…………………………………31012.4.1电子ADC在提高ADC的动态范围一釆样频率积时的局限性……31112.4.2光学ADC的分类及几种主要类型的特性…31412.4.3光电ADC芯片……………32412.4.4光学模数变换器的应用…∴………32612.5多芯片组件(MCM)技术32612.6直接数字频率合成技术、数字波形产生和数字上变频技术……327参考文献328符号表………331缩略语340第1章概论1.1相控阵雷达接收分系统的构成部完整的相控阵雷达接收分系统的构成如图1.1所示,它包含了通道接收机、频率源和激励源(含雷达波形产生器)三个组成部分通道接收机模拟接收机或模拟前端数字接收机来自天线阵面的去DBF网络或射频信号模拟接收机或模拟前端数字接收机信号处理机1模拟接收机或模拟前端数字接收机频率源基准频率变频器及僧频器霎达基带波形产生器激励源图1.1相控阵雷达接收分系统的构成通道接收机是雷达回波信号的通道,它接收来自相控阵天线阵面的雷达回波信号。模拟接收机对回波信号首先进行一系列模拟处理,包含保护接收机免烧毁或饱和的有源/无源小功率限幅器、为机内检测(BⅠT)而设置的低插损定向耦合器、低噪声放大器(LNA)、下变频器。第一下变频器是借助于雷达频率源产生的本振信号(f()将微波射频回波信号下变频至固定的中频频率。变频次数可以是一次、两次或三次,视雷达的工作频段高低和中频频率优化结果而定,它们的作用2相控庥管达接取技术是逐渐将中频频率降低到合适的频率。接收机在中频频段,除对回波信号进行放大之外,还会对回波信号的带宽进行匹配或准匹配滤波;为了压缩回波信号的瞬时动态范围,在射频段或中频段,对通道的总增益进行灵敏度时间控制(STC);对多路通道之间的幅度/相位一致性进行调整;为后续的数字接收机设置防混叠滤波器。结构简单的模拟接收机有时又称为模拟前端雷达回波信号,经过模拟接收机的上述处理之后进人数字接收机,在数字接收机中首先是对模拟回波信号进行采样和量化分层,变换为特定字长和特定数据率的数字信号,高速率的数字信号进入数字下变频器(DDC),在一对正交数字乘法器中,借助于数控振荡器(NCO)把模数变换器采集到的数字信号解调出数字基带信号。为了与后续的数字信号处理机速率匹配,往往还要进行数据率的抽取和进步的数字匹配滤波,最后以极坐标或直角坐标的格式输出数字信号去进行数字波束形成或雷达数字信号处理回波信号数字化的切入点是根据雷达工作频段、回波信号带宽和模数变换器的采样速率等因素决定的,可以是在低中频,高中频,甚至于射频、微波频毀进行数字化。目前模数变换器的釆样率多在几兆赫至1吉赫范围内,国际上也出现了几吉赫以上采样率的模数变换器。模数变换器的采样率高低,决定了模拟接收机的繁简程度,技术的发展趋势是促成直接在射频或微波频段进行回波信号的数字化相控阵雷达接收分系统的第一个重要组成部分是通道接收机。通道接收机的通道数目多少取决于相控阵雷达的功能,这在本书第2章进行详细叙述。最简化的情况是采用三通道的单脉冲测角体制,为了进行副瓣对消,会增加副瓣对消接收通道,如果作为机载、星载相控阵雷达,还会设置对海接收通道和保护通道。对于采用数字波束形成技术的相控阵雷达,可以将天线阵面分割成若干个子阵,每个子阵后置一路通道接收机,也可以每个天线辐射单元后置一路通道接收机。相控阵雷达接收分系统另一个重要组成部分是雷达频率源,有时又称为雷达频率合成器,它是以一个高质量振荡器作为频率基准,经过不同方法的综合形成的,在本书第10章介绍了三种不同的类型,即直接模拟式频率源、间接模拟式频率源(即锁相环式频率源)、直接数字式频率源,以及它们相互结合的组合式频率源它提供通道接收机和雷达激励源所需的各本振信号、数字接收机和雷达波形产生器所需的采样信号()和时钟信号(f),除此之外,雷达频率源还向雷达定时器提供定时基准信号。相控阵雷达接收分系统第三个组成部分是所谓的雷达激励源,它实际上就是相控阵雷达发射机的前端部分。雷达激励源由上变频器和雷达波形产生器组成雷达波形产生器往往是数字式可编程的,它以直接式频率综合器(DDS)芯片为核心。理论上讲这种构成的波形产生器可以产生任意多种雷达工作波形,可以任意改变脉冲宽度和雷达重复频率,可以进行任意形式的调制:例如脉冲雷达常用的线第1章概论性调频、非线性调频和脉冲编码调制等,可以产生基带波形,也可以产生中频波形,可以产生正交的1/Q分量信号,也可以产生合成单边带信号上变频器:正如同通道接收机的下变频方式,雷达激励源可以采用上变频方式,将雷达波形产生器输出的中频信号借助雷达频率源输出的本振信号上变频至发射频率,也可以在上变频基础上再倍频至雷达发射频率,这要视雷达工作频段而定。激励源输出的功率一般在几十毫瓦至几百毫瓦之间,到雷达发射机内部再经过前级放大后驱动发射机的末级功率放大器1.2相控阵雷达对通道接收技术的要求雷达接收分系统为雷达能在噪声、杂波和干扰中检测到有用目标回波信号提供通道,并进行必要的处理。相控阵雷达一般是相参雷达,接收机常常是超外差式体制,它有一个或多个中频频率。接收机首先对信号进行低噪声放大并预选,最大限度地降低内部产生的噪声和带外干扰,并使进入的射频或微波回波信号与相参本振进行变频,频率变换到中频后进一步放大和对信号带宽进行匹配滤波,再进行正交相参解调和模数变换(对于数字接收机是先进行模数变换再进行正交相参解调);为了适应回波信号在大动态范围内的变化,而通道又能工作在线性状态,需要对通道进行适当的增益控制。除以上常规功能之外,相控阵雷达对接收分系统还有如下的一些突出要求对天线接收到的目标回波信号提供污染尽量小的信号通道,并高保真地传输回波信息。因此,一般情况下,相控阵雷达接收机应为线性接收机,对信号提供线性通道。所谓“污染”,包含了设备内部产生的各种噪声以及寄生调幅和调相噪声;模数变换器的量化噪声、采样脉冲产生的孔径抖动噪声;由设备的非线性产生的谐波、互调产物;频率组合产生的组合干扰频率;各种源产生的杂散频谱。这些成分均会污染信号空间。接收机的主要任务之一就是减小这些污染源的影响,尽量扩大无污染空间。所谓信号空间,在频域的宽度是接收机的带宽,信号强度的下限就是最小可检测信号电平,但这受限于噪声电平高低,这就要抑制各种噪声来降低接收机的噪声系数,提高接收机的灵敏度,以扩展信号空间的下限,扩展信号空间的上限就是通道各电路的线性输出能力,为此,就要减小器件的各种非线性失真,合理地设计系统,比如系统增益的合理分配,增益控制的合理设计,被选用器件的线性输出能力。相控阵雷达,当采用DBF技术时,通道接收机往往是多通道的,其中对接收机最突出的要求是:为了高性能自适应天线波束的形成,对通道的幅相一致性和相互之间的隔离都提出了很高的要求,特别是在信号全动态范围内及雷达工作频段内的幅相一致性和隔离度提出了严格的要求。如果说,通道的幅相…一致性还可以通过计算机进行误差修正的话,那么通道工作的稳定性就显得更为突出。
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