X波段瞬时测频计的研究

瞬时测频技术经过数十年的发展，在现代电子战中发挥着非常重要的作用。在复杂的现代电磁环境条件下，能否从敌方发射出的射频信号中提取雷达的各种参数，如幅度、脉宽、到达时间、脉内频率及相位调制特征等，成为能否在电子战中占据有利地位的关键因数之一。随着雷达技术的不断进步，空域警戒雷达、火控雷达等雷达系统已广泛采用捷变频技术，这时需要瞬时测频计对雷达载波的频率进行跟踪测量。 实现瞬时测频的一种经典方法为干涉仪比相法也被称为延迟线鉴相法，这也是实现本课题模拟测频方案的理论依据。由于传统宽带鉴相器的鉴相精度难以做得很高，所以要实现较高精度的瞬时测频就需要构造很长的延迟线，在工程上实现起来有一定的难度。本课题属于窄带应用，所以选用较高鉴相精度的鉴相器对提高测频精度有重要影响。延迟线的设计也同样重要，因为它直接影响到系统的性能和体积。随着软件无线电技术的不断发展，超高速A／D转换器、DSP以及FPGA的不断涌现，采用数字测频算法来实现瞬时测频，可以获得相当高的测频精度。可以认为，采用数字测频算法实现瞬时测频是瞬时测频技术的一个重要发展方向。 本文首先介绍了实现瞬时测频的一些主要方法及其基本原理和一些数字测频算法，重点介绍了多信道法瞬时测频、干涉仪比相法瞬时测频以及采用相位推算法实现瞬时测频，并对相位推算法作了较为深入的仿真。然后根据课题的要求分别对数字和模拟两个测频方案进行了方案论证，主要就测频精度和测频时间这两个重要技术指标进行了较为深入的讨论，最终采用的是模拟方案。最后详细介绍了瞬时测频计各个模块的硬件电路设计以及系统软件的设计，并给出了系统的测试结果。