摘 要 本文给出了一种现代航管雷达接收/信号产生分系统的样机。该接收/信号产生分系统采用多项先进技术，主要有：双套冗余实现高可靠；宽、窄双模脉冲信号实现威力和近程探测兼容；三通道实现目标、气象探测；同时，该分系统具有较强的自检功能，提供可定位至模块的BITE信息。
【关键词】航管雷达 接收/信号产生系统 冗余系统 双模信号 自检功能
1 引言
远程空管一次雷达是一种全固态空管一次航路监视雷达（ARSR），主要用于航路空域监视，探测和引导无应答机或应答机出现故障的飞机安全飞行，探测空中降水分布，引导飞机避开气象危险区，要求威力大、盲区小、可靠性高。国外发达国家在该领域技术先进，起步早，市场覆盖广，目前我国空管一次雷达仍依赖进口。本文介绍了该雷达接收分系统的样机。样机采用L波段全相参、单通道频率分集和双套冗余结构的数字化接收机，具有大动态、低噪声、高稳定度等特点。该航管一次雷达接收分系统技术特点可概括为“两双一单”，即双机、双波形、单通道。
（1）双机冗余实现高可靠；
（2）单通道实现频率分集，简化设备、提高探测距离；
（3）双波形实现远程探测和近距离补盲。
同时，该接收分系统采用功能定性检测和主要参数定量检测，实现精确故障定位和接收状态自检。目前样机正在与雷达整机进行系统联试，初步证明该接收系统设计的可行性。
2 系统设计与实现
接收/信号产生分系统主要功能是：为雷达整机提供时钟信号，为发射机提高频率可变的激励信号，由目标接收机和气象接收机对目标回波和气象回波分别进行双通道频率分集接收处理。本接收系统的外形如图1所示。本系统包括两个接收分机，每个接收分机包含一套完整的三通道接收机，由频率源模块、测试&激励模块和接收通道模块组成。其中，频率源模块产生系统的工作频率和相干时钟信号，激励源模块产生系统的射频激励信号和测试信号，接收通道模块包括气象、目标高和目标低接收通道，并负责接收分系统和信号处理以及监控分系统之间的数据交换。两个接收分机互为冗余备份，可以在线维修。同时，该接收系统还提供了可丰富的可定位至模块的自检功能。图2是接收系统与其他分系统的连接关系图。
2.1 电路设计
本系统信号产生通过频率源和激励&测试插件完成。频率源插件用于产生雷达系统所需的一本振、二本振及本系统和雷达整机所需的各时钟信号，并将本振晶振产生的信号送冗余接收机进行系统时钟相干处理。本频率源是一个以高稳定晶体振荡器作为参考源的全相参直接合成频率源。
激励测试插件完成雷达激励信号和测试信号的产生。通过两次上变频，DDS产生的中频数字波形被转换成L波段射频信号，经过功放和时序选择，信号按照不同的用途多路输出。
接收通道模块包括气象、目标高和目标低接收通道，并负责接收分系统和信号处理以及监控分系统之间的数据交换。气象通道用来监测大气云水等气象情况，目标高和目标低通道用来监测航路上的目标。三路接收通道分别接收来自航线的信号，经过低噪放，滤波，在下变频组件中变化到中频信号，在中频数字处理模块中进行初步AD处理和IQ变换，并通过光纤送到信号处理系统进行进一步处理。接收通道为每一路信号都提供了时间灵敏度控制（STC）和自动增益控制（AGC）。
2.2 系统测试功能
本接收/信号产生分系统提供了丰富的自检功能。系统BITE不仅具有基本定性检测功能，即通过动态接收通道BITE检测，来判断系统正常或非正常，同时具有在线对敏感参数定量检测能力。涉及接收分系统的有：噪声系数、雷达接收实际灵敏度、接收增益、接收动态范围及雷达系统频率稳定度等。可定位到模块的自检功能。在信号系统的控制下，接收分系统进行以上各项控制，并将结果反馈给监控系统。
3 系统测试结果
下面是分系统的各个重要指标：
工作波段：L波段
频率范围：200MHz
频率步进：1MHz
一本振相噪：≤-125dBc/Hz@100KHz
激励杂散：≤-70dB
噪声系数：≤2.5dB
动态范围：≥80dB
图3是接收分系统的实物图片。图4（a）和（b）分别是激励信号线性和非线性的频谱。
4 结论
由于空管雷达的特殊性，空管一次雷达对接收/激励子系统的性能、可靠性、成本、维修保障等综合优化设计要求较高，通过多年的研究和试验，我们已掌握了其关键技术及实现。该L波段空管雷达接收信号产生分系统采用了数字波形产生和数字解调接收技术，并利用微波变频通道的双边带特性实现双通道频率分集，综合解决空管雷达的高可靠、威力和近程盲区等问题，提高了系统可靠性和性价比。相信不久的将来，该L波段空管雷达将服务于我国的空管事业，取得良好的社会和经济效应。
参考文献
[1]陈忠先，王景嗣.JY-21全固态空管一次监视雷达[J].现代电子，2002，3：10-14.
[2]张焱.空管一次雷达接收/信号产生子系统[J].现代雷达，2011，33（06）：83-86.
作者简介
洪蕾（1984-），女，安徽省寿县人。博士学位。现为中国电子科技集团公司第38研究所设计师。主要研究方向为频率源设计与光电技术研究。
作者单位
中国电子科技集团公司第三十八研究所 安徽省合肥市 230088