AD8302在微波比相测角跟踪中的应用

利用 AD8302 的相位差测量功能， 可用来测量两天线接收同一信源信号时所得的两信号的相位差，以判断信源 相对于两天线中轴线的位
置。如图1天线 A 与天线 B 相距 d，信源（即目标）与两天线中轴线  oy 的夹角为θ，两天线 收到的信号的相位差为ΔΦ，信源工作波长为λ，则有： Δφ=2πdsinθ/λ， θ =arcsin(ΔΦλ /2πd) ，测量出ΔΦ，即可计算得θ角，利用它可用来对目标进行角度测量和跟踪。

图1　示意1  

图2
比相测角系统需采取的技术 AD8302 的内部框图，鉴相 曲线如图2。工作频率 f<2.7Ghz，相位测量范围+/-180 度，鉴相输出 电压 30mv—1.8v， 鉴相斜率 10mv/度，相位中心点输出电压 为 900mv。
1.利用鉴相输出电压无法判定ΔΦ的符号，需增加固定 移相器加开关电路 ，如图 3，判定ΔΦ的符号，以满足比相 测角公式的要求：
θ=arcsin(ΔΦλ/2πd)， ΔΦ为 –180 度——0 度时，θ为负值，目标在左边。ΔΦ为 0 度——180 度时，θ为正值，目标在右边。
如图3，在天线 A 支路中串接一固定移相器，移相量 ψ可以是 90/60/30 度等。首先，不接入固定移相器，开关 打到位置 1，此时，Δφ=φa－φb, 测得此时的 Vphs1, A/ D, 存储。第  2 步，将开关打到位置 2，A 支路串入固定移 相器ψ，此时ΔΦ=Φa+Ψ-Φb, 测得Vphs2, A/D, 存储，比 较判决： 若 Vphs1<VPHS2, 则Φ>0,θ>0；Vphs2,A/D, 存储，比较判决：若 Vphs1<VPHS2, 则Φ>0, θ>0。
也可以采用另一种方案，用两 片 AD8302，两个功分器 PS 和一个固 定移相器Ψ 来完成ф 符号的判定， 如图 4 所示。

2 . 通 常 ， 目 标 信 源 由 中 频 信 号经上变频， 功放等产生， 电路噪 声， 相位噪声， 使信号相位含随机变 化 部 分 。同样，接收信号时，需进行低噪声放大，下变 频，中放 ，信号相位也会产生随机变化。这些随机起伏将导致相位差测量的随机误差，随之使计

图3
算得的θ产生误差。Δθ，降低测角精度。为此必需对相位差数据进行平均值或均方根值计算。i=n平均值 E(Δφ)=Σδφi/n , n=1----10。
i=1 i=n均方根值 RMS（Δφ）=√Lßφi2/n , n=1----10. i=1AD8302 已用于某微波波段系统中，采用了 Helicone 天
线，接收系统将 RF 信号经 LNA下变频至 10.7Mhz 中频。两路中频信号 经Φ符号判决电路送入 AD8302 鉴相，芯片输出

图4
的模拟电压经 A/D 转换器转化为 10 位数据，采样 8 次取平均值，判定Φ的符号，运算后得到方位值。此信号可用来显 示和驱动天线跟踪。系统覆盖距离×××Km。在前端 S/N=10dB 时，方位误差δ三0.25 度，其中含天 传分系统误差。小角度θ的
计算公式为：θ=K△Φ。