雷达接收机混频交扰抑制的研究

丁雪

摘 要：雷达接收机在接收信号时，容易受到频率干扰的情况，笔者综合考虑寄生频率和技术指标的影响，设计接收前端组件的方法，解决信号通道内出现的本振之间的干扰问题。首先，进行计算，预估频率的干扰点；其次，组件中频的合理选择，减少组件之间的干扰，同时起到抑制互调和交调的目的。

关键词：雷达接收机；混频交扰；抑制

使用接收机进行雷达信号的接收时，有着诸多的要求，比如，信号的灵敏度、输出范围、频率寄生抑制度、频率的选择性等都是要考虑的方面。在雷达信号接收时，噪音系数对于接收机的影响较大，如果噪音较大，容易导致噪音覆盖信号，无法接收有效信号。因此，在设计雷达接收机时，如何控制噪音系数成为设计的重点。通过对雷达接收机混频交扰抑制的研究，设计前端组件，将噪音系数控制到1.0dB以内。

一、雷达接收机概述

雷达接收机主要目的在于接收和处理雷达信号。雷达接收机常见的功能有变频、滤波、放大和解调。滤波是指对接收到的雷达信号进行过滤，将其中存在的无用信号以及干扰信号进行过滤，只有目标信号才能通过；放大和解调是指从接收到的回波信号进行放大处理，提取其中的角度、速度、距离等信息，通过数字信号或者模拟信号的方式，将信息传输到计算机、显示器等终端。雷达接收机作为接收雷达信号的设备，受到内部或者外部的影响，容易产生一定干扰影响信号的接收工作，例如，接收机的噪声干扰、鸟群、海浪、雨雪等产生的杂波干扰、通信设备或者雷达发出的频率干扰、敌方采取的各种信号干扰手段等。

二、前端组件的工作原理

针对雷达接收机容易受到混频干扰的情况，笔者提出在雷达接收机的前端，设计前端组件，降低混频干扰中的噪音系数，前端组件的工作原理见图1，一般情况下，存在两级低噪声部件，两个部件通过匹配实现联系。噪声测试时，单独测试结果为0.75dB，小于1.0dB。为了方便进一步的分析，对接收前端的组件进行划分，将其视为两个单次变频单元。

雷达接收机中，混频器的使用可以将较弱的回波信号和较强的本振信号混频处理，进而产生中频信号。此外，混频器还可以产生与信号相似的差频信号或者和频信号。

三、接收机混频交扰的产生原因

（一）交调干扰

在雷达接收机中，二次变频对前端组件进行信号接收，需要考虑两方面因素的影响，一方面是信号通道寄生频率以及本振频率的影响，另一方面是一本振和二本振在进行交调时，产生的频率干扰，通常情况下，同一信号通道内，收到两个或者两个以上的信号交叉调制的影响，会在射频通带产生一种新的第三频率，导致无法对寄生输入响应进行预示。中频的选择，第一中频可以根据相应的宽带进行选取，例如，雷达射频的工作宽带、预选滤波器的工作宽带等。第二中频可以根据中频的数据处理方式、中频工作宽带，除此之外，还需要考虑到镜像可以很好地滤波。

2.2 噪声调制的影响

在雷达接收机的混频干扰中，噪声调整对于混频器也有着一定的干扰，如果本振频率存在不纯的情况，例如，含有杂波或者边带噪声，将这些本振频率进行混频，容易把其中包含的噪声带到中频带内，导致信道内底噪电平被抬高，恶化了信道内的信噪比，降低接收机的灵敏度。在雷达接收机的前端组件设计中，低噪声组件性能情况，影响着噪声系数，一旦噪声系数出现恶化的情况，相对应的一本振和二本振会产生交调干扰，信号出现差拍，带入第二中频，进而产生干扰。

四、雷达接收机交扰抑制措施

为了有效抑制雷达接收机混频交扰情况，此次采取接收组件前端设计噪声组件的方式，对变频本振进行合理的选择和接收，来减少存在的频率干扰，实现抑制混频干扰的目的。除去设计前端组件之外，还采取如下的具体措施：首先，雷达接收器设置的前端组件需要考虑噪声系数和动态范围，依靠降低噪声放大器的增益，减少一些干扰信号的进入，实现混频器幅度的动态控制，本次设计将前端组件中低噪声放大器的增益从以前的28dB，下调到23dB。其次，混频器的选择方面，使用平衡式的双平衡混频器，抵消部分频率干扰。再次，在控制噪声指标的基础之下，尽可能低下调本振电平，实现对电平干扰的控制，减少电平干扰，将电频干扰值控制在-65dBm以内。最后，网络选择方面，选择具有更高性能的网络，保障选频能力的提升，避免干扰信号进入到混频器，并在混频器前后加装预选滤波器，将第一次镜像的频率控制到30dB以上，将第二次的镜像频率控制到60 dB以上。此外，合理设计电磁兼容和电磁匹配，避免出现空间干扰的情况。

五、结束语

雷达接收机在实际使用过程中，受到雷达接收机的内外部影响、外部环境产生的杂波影响，容易干扰信号。为了减少信号的干扰，本文采取接收机前端组件的方式，抑制接收机混频阶段产生的交扰。通过研究可以得出，采取预算计算的方式，找出频率存在的干扰点，设计组件，抑制交调和互调过程产生的干扰；优化电磁的匹配设计和兼容设计、選择高性能的选频网络抑制可能出现的空间干扰或者镜像干扰，依靠组件的合理运用，降低噪声系数，保证了雷达接收机的信号质量。

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