VHF頻段陣列天線及接收前端設(shè)計.pdf

1、本課題主要承擔(dān)對云閃雷電探測接收前端的研制任務(wù)，具體是對陣列天線及八通道VHF 頻段陣列接收前端的硬件設(shè)計實現(xiàn)；所謂陣列接收是將若干個天線陣元按一定排列規(guī)則在空間的不同位置放置,組成特定的天線陣列，利用這一陣列對空間信號場進(jìn)行接收，目的是提取出來波信號的信息特征(參數(shù))，同時抑制干擾和噪聲或不感興趣的信息；它主要利用信號的空域特性來增強信號接收強度和高效分析處理信號特征信息；因此，陣列信號接收也常稱空域信號接收，較一般信號接收方式相比,

2、其突出特點是具有更高的空間超分辨能力,除此之外還有更高的信號處理能力和很好的抗干擾能力等優(yōu)點；各接收通道采用超外差接收方式設(shè)計，通道初級設(shè)計了限幅濾波保護(hù)電路，采用兩級聲表面波濾波、可調(diào)中頻增益、可變本振信號等措施；對陣列通道進(jìn)行了通道一致性設(shè)計，除了采取通道校準(zhǔn)算法定時或根據(jù)需要對接收通道進(jìn)行校準(zhǔn)外；硬件設(shè)計階段，在芯片選型、印制電路板布局布線方面都要確保各通道物理特性和電氣特性的一致，這也是設(shè)計的關(guān)鍵所在；所有可控芯片的配置或切換均

3、由FPGA芯片統(tǒng)一控制，F(xiàn)PGA芯片內(nèi)部預(yù)留資源考慮了今后設(shè)備功能擴展的需要，可通過串口、觸發(fā)總線和ISP等多種手段對系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)查詢、功能維護(hù)和程序升級，軟硬件的結(jié)合增強了系統(tǒng)的靈活性和可擴展性。通過實際測試，陣列接收前端各通道中頻差分信號能夠穩(wěn)定一致輸出，通道間的相位差在校準(zhǔn)范圍之內(nèi)，通道幅頻特性、噪聲系數(shù)及增益等各項指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計要求。利用本陣列接收前端接收的陣列信號送至后級數(shù)模轉(zhuǎn)換及數(shù)字處理電路計算后已能很好對模擬雷電源進(jìn)行定位