一种SELEX ATCR―33S雷达模数转换板调整的方法

【前言】一种SELEX ATCR―33S雷达模数转换板调整的方法由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。1.信号模数转换的过程和原理 1.1雷达接收处理流程 ATCR-33S DPC雷达在接收到回波后，由波导将回波信号送至前端接收机（FER），在前端接收机中进行低噪声放大，并与本振频率进行混频，得到第一次下变频后的640MHz信号，该信号被送至接收机后，首先到达波束选择开关（BE...

【摘 要】在民航空管行业，航管一次雷达的主要作用是对覆盖范围内二次雷达不能发现的目标进行补充监视，尤其是在繁忙的终端区域，由机的数量较多，密度也更大，一次雷达的作用显得尤其重要。SELEX ATCR-33S DPC一次雷达是近年从意大利引进的一种数字脉冲压缩（DPC）雷达，能对覆盖空域进行有效监视，而作为该雷达模拟和数字信号部分的桥梁，模数信号转换板（CO2）的性能优劣直接影响雷达的整体性能。本文介绍一种利用逻辑分析仪进行模数信号转换板调整的方法。

【关键词】民航；雷达；模数转换；调整

引言

商用飞机在飞行过程中，地面管制人员需要对飞机进行有效的监视，空管部门现今使用了各类主被动的监视手段，其中使用最广泛的是一二次航管雷达。其中一次雷达使用电磁波回波来探测空中目标，能够发现二次雷达不能发现的目标，对机密度较大的终端区尤为重要。

selex atcr-33s DPC是近年来引入国内的一种意大利生产的数字脉冲压缩雷达（digital pulse compression radar），能对终端区域进行有效的监视。该系统工作时发射2.7-2.9GHz的电磁波，经目标反射后通过高增益天线的高低波速分别接收，接收后的电磁波经由波导送至双通道的接收机，接收机进行下变频和放大滤波处理后送至信号处理器处理，信号处理器对接收信号进行模数转换并进行修正，转换后的信号进行进一步的目标录取等后续处理后送出目标信号。在整个工作过程中，信号模数转换显得尤为关键，它的工作性能将极大的影响系统的整体性能。

1.信号模数转换的过程和原理

1.1雷达接收处理流程

ATCR-33S DPC雷达在接收到回波后，由波导将回波信号送至前端接收机（FER），在前端接收机中进行低噪声放大，并与本振频率进行混频，得到第一次下变频后的640MHz信号，该信号被送至接收机后，首先到达波束选择开关（BEAM SELECTOR），经波束选择开关选择后，送入接收机的预中放模块（PIF-IF），在该模块中与670MHz频率混频，得到第二次下变频后的30MHz信号，该信号经放大后送至滤波器模块（FILTER）进行滤波，并分离出长短脉冲，之后送到相位检测模块（PHASE DETECTOR）中进行相位转换和修正，并将信号分离为I和Q分量送入信号处理器（SIGNAL PROCESSOR）中的模数转换板（CO2）进行模数转换。转换成12位的数字信号送至MA2板件进行检测和校准，经进一步处理并进行目标录取后送出。如图1.1所示为接收机的部分系统框图。

图1.1 ATCR-33S接收机系统简要框图

1.2模数转换板工作原理

图1.2 ATCR-33S接收机信号模数转换板部分框图

信号进入模数转换板后，经过偏置（BIAS）修正和增益（GAIN）调节后送入12位的模数转换芯片，该芯片将模拟信号转换为212个等级（Lev.）后通过总线输出至MA2板件。因此在总线上传输的数字信号等级为（0-4095）。总线在时钟信号的控制下，分配给I和Q信号分量分时共用。MA2板件会对总线上的数据进行再次的检测，如果需要修正，则会将需要修正的等级值通过数据处理器（DATA PROCESSOR）送给I/Q校准器件（I/Q CORRECTIOR），I/Q校准器件（I/Q CORRECTIOR）会将校准信号送入相位检测模块对信号进行校准，但是该校准功能只能提供最大20个等级（Lev.）的校准。图1.2所示为模数转换板（CO2）的部分框图。

2.信号模数转换板的调整步骤

如图1.2所示为信号模数转换板的简要框图，我们需要做四部分的工作。准备工作和调整工作，调整工作分三部分（目标和气象通道完全相同，I 和Q信号分量的处理过程也完全相同，此处以目标通道I分量为例介绍，其余通道和信号分量的处理过程均相同），分别为基准电压的调整，偏置调整，增益调整。

其中偏置调整和增益调整需要通过逻辑分析仪来观察结果，仪表的连接如图2.2所示。

图2.2 ATCR33S接收机模数转换板调整仪表连接图

其中，逻辑分析仪和机柜的连线如表2.1所示，MACOT01-12为12为数据总线上传输的信号名称，CLOCK-J为时钟信号。

表2.1 逻辑分析仪和接收机柜的总线连接表

线缆名称 逻辑分析仪接线 机柜接线

MACOT 01

MACOT 02

MACOT 03

MACOT 04

MACOT 05

MACOT 06

MACOT 07

MACOT 08

MACOT 09

MACOT 10

MACOT 11

MACOT 12

CLOCK - J POD 1 - 0

POD 1 - 1

POD 1 - 2

POD 1 - 3

POD 1 - 4

POD 1 - 5

POD 1 - 6

POD 1 - 7

POD 1 - 8

POD 1 - 9

POD 1 - 10

POD 1 - 11

POD 1-CLK XA40 P1 A11

XA40 P1 A12

XA40 P1 A13

XA40 P1 A14

XA40 P1 A15

XA40 P1 A16

XA40 P1 A17

XA40 P1 A18

XA40 P1 A19

XA40 P1 A20

XA40 P1 A21

XA40 P1 A23

XA14 P1 A21

2.1准备工作

准备工作首先要做的是准备调整过程要使用的测试信号（保证在模数转换板的输入口输入峰峰值为+4V的连续波信号）。通过对相位检测模块的J7口注入测试信号（30.02MHz，连续波，-30dBm），在模数转换板的输入口用RMS表（或示波器）耦合出信号观察，调节输入功率的大小保证RMS表的表值为+1.4142V（示波器峰峰值为+4Vpp）。为保证测试信号的稳定，建议热机10分钟左右，调整过程中调节输入信号，使得RMS表的表值始终保持为+1.4142V（示波器峰峰值+4Vpp）。

同时在雷达控制面板LCP上设置如下：

Main＼Beam：

TG Beam Selection Map = Low Beam

Main＼RF/IF＼Frequency Selection：

Frequency Selection Mode = FIX

Short Pulse Frequency = F1

Long Pulse Frequency = F1

Main＼Maintenance＼Setting＼RF/IF：

Receiver Protection - TR Gate = PROTECTION OFF

Main＼ Maintenance＼Setting＼Expander Receiver：

Expander＼Trigger Enable - Short = OFF / - Long = OFF

Dcrest - Weather = OFF / - Target = OFF

XA11 - Mode = Long / XA08 - Mode = Long

2.2基准电压的调整

模数转换板对信号的模数转换是否精准，首先取决于用来进行模数转换的电源，在模数转换板中，所有的芯片由一个+15V/+5V的电源转换器供电。因此，首先加延长板，通过E4测试点，调整R34电阻，保证所有输出电源为+5V。

2.3偏置（BIAS）调整

关闭射频信号发生器注入的信号，在逻辑分析仪连接的总线上观察总线数据值是否为2048±2，如果不是，调整XA40槽位模数转换板R30电阻至总线数据为2048±2。

2.4增益（GAIN）调整

开启射频信号发生器，注入信号，在逻辑分析仪连接的总线上观察总线数据最小值和最大值，通过调整XA40槽位模数转换板R29电阻保证总线数据最小值为8±4，最大值为4088±4。

3.结果观察

在雷达LCP控制面板执行I/Q校准测试，如果校准测试显示的I/Q Bias值均在1-19和4076-4094之间（越接近中间值表明修正的等级越小，CO2板调整的越好）。则说明I/Q校准能正常工作，CO2板的调整工作完成。如图3.1-a所示。

如果值为0或4095则表明信号过大，达到或者超出了校准功能的最大范围，信号的顶部或者底部不能得到有效的数字化转换。此时需要调整偏置到正中间，并稍微调小增益，使得信号顶部和底部在修正能力范围之内。如图3.1-a和图3.1-d所示。

如果值为20或4075则表明信号过小，顶部或底部没有达到校准功能所在的区间，那么，信号的数字化等级就没有得到充分的利用，会造成后续目标录取的时候丢失临近门限的小目标。此时需要调整偏置到正中间，并稍微调大增益，使得信号顶部和底部在修正能力范围之内。如图3.1-c和图3.1-d所示。

a b

c d

图3.1调整结果的观察

参考文献：

[1] ATCR33S DPC - RECEIVER GROUP TM-10M/E1564，2010；

作者简介：

姚 渊，男，1987年生，助理工程师，研究方向：民航监视技术。

陈雄键，男，1981年生，主任工程师，研究方向：民航监视技。