三路单脉冲雷达接收机DAGC技术的工程实现

摘要 分析单脉冲雷达接收机DAGC的基本原理，给出灵敏度时间(STC)控制、手动增益控制及自动增益控制的数字实现方法以及相应的硬件、软件结构框图。根据实践经验讨论了数字AGC技术工程化设计中需考虑的衰减量波动、数控衰减器在中频电路中引入的冲击振荡、频率捷变状态中通道增益和数字AGC技术实现对接收机增益控制等几个问题，以及解决途径。
关键词 DAGC技术；灵敏度时间控制；数字自动增益控制；衰减器；FPGA

在雷达工作过程中，目标回波信号的强度会有较大起伏，使接收机的输入信号会有相应的变化，变化范围为-100～15 dBm。若要在如此宽的信号变化范围中保持接收设备能对信号进行线性放大，和保持信号不饱和失真，就需要控制接收机的增益，扩展接收机的动态范围，并以此来防止近程杂波及大目标回波使接收机发生过载，实现洲角归一化，使接收机输出的角误差信号强度只与目标偏离天线轴线的夹角有关，而与距离的远近和反射面积的大小无关。在工程实践中，通常用AGC来达到这一目的。
早期雷达采用模拟AGC电路，精度不高，且调试复杂。后经采用EPROM和D／A转换器对模拟衰减器的控制曲线加以修正，提高了对接收机进行调试和补偿的灵活性，但电路集成度低，设备量大。
文中介绍了三路单脉冲雷达接收机DAGC技术的工程实现方法，其是基于A／D转换芯片AD9280、FPGA(XC2V1000)等数字电路，在系统搜索状态采用灵敏度时问控制(STC)及手动增益控制、跟踪状态采用AGC控制，实时调整中频接收机的增益，从而增强系统的灵活性，使得信号处理能够根据雷达工作状态的需要，调整中放模块的增益，甚至改变自动增益控制的方式。

1 三路单脉冲雷达接收机DAGC技术
1．1 组成及工作原理
图1为三路单脉冲雷达接收机DACC的组成框图。搜索状态衰减器1受灵敏度时间控制，衰减器2受手动增益控制。跟踪状态和通道AGC，以和通道中频信号作为输入信号。当目标由远至近，回波信号由弱到强时，控制两级衰减器，使得通道中频信号幅度保持不变，与时差通道数控衰减器衰减量与和通道保持一致，从而保证了两个支路输出的角误差信号与目标偏离天线轴线的夹角有关，而与目标的远近大小无关。图中FPGA用来实现数字增益控制。

1．2 STC及手动增益控制的数字化实现
在进行大范围目标搜索时，需要把距离选通波门开得较宽，这可用STC电路来实现。其属于AGC，可用来减轻近距离的地物反射或海浪反射引起的杂波干扰，防止中频放大器产生过载。由于丛林、海浪等地物反射引起的杂波干扰的强度随距离的增大而减小，因此STC电路适用于消弱此种具有特定变化规律的杂波干扰。
具体实现方法是：根据信号的实际情况确定近距离增益值和增益随时间变化的曲线，将这一曲线存储在一个小的临时缓存中，即加载到FPGA内部ROM中，在发射触发脉冲触发时将存储量按一定时间源源不断地读出，产生随时间变化的衰减量曲线，从而实现灵活准确的STC。图2为STC数字实现的框图。

手动增益控制的实现较为简单，其过程是将手动控制电压经A／D变换后送到FPGA，在FPGA内部经数据寄存器输出后送到控制衰减器2，实现手动增益控制。