雷达信号的接收是一项过渡性的工作,是连接雷达的发射信号与利用接收信号转化而来的有用信息的桥梁。由于多重外界因素的影响,通常情况下,接收装置所收到的信号幅值经常在大范围内浮动,因此,提出设计一个自动增益控制(Automatic Gain Control,可简称为AGC)电路[3],将传输至处理机的信号维持在某个较为固定的水平上,从而实现信号的正确解调。
1。1 研究背景及意义
在众多的无线通信信号采集的系统当中,无线信号接收机(系统结构如图1。1所示)从庞杂的电波之中检测出有效信号并将其进行变频,以便于信号处理机对其进行处理分析[3]。接收机的性能对通信通道的质量与覆盖面积有着最直观的影响。所以从性能到成本,再到可销售性,确立较好的系统参数并设计出匹配的架构影响着接收机的方方面面[4]。但是,由于受到各种因素影响(例如,信号发射平台功率的大小,接收机与发射平台之间距离的远近,信号在传播过程中传播条件的变化,信号接收机所处环境条件的改变,以及多种噪声对信号接收产生的影响等),接收到的信号幅度也会大有不同,其变化的范围可达十几dB甚至高于100dB,我们将这个变化范围叫做接收机的动态范围。文献综述
因而,如果接收机对于信号的增益大小不变,那么若信号幅度过强,则接收机可能出现饱和或者阻塞现象,甚至会导致接收机的损坏;反之,若信号幅度太弱,则由于信号载噪比过低影响信号的接收,导致信号采样的不完整性。只有保证自动增益控制系统发挥出其作用,才能确保雷达系统性能上的稳定,才能确保后面的各级电路在正常的状态之中良好地运行。为了保障接收机可以有效地分析处理动态的通信信号,通常都会采用自动增益控制电路(简称AGC电路),将其设置于接收机的中频电路中。该电路的功能如图1。2所示,它能根据接收到的信号强度自动调节增益的大小,当接收到的信号较弱时,令增益变大,反之则增益变小,这样就能保证输出信号幅度维持不变或者仅在非常小的范围内略有变化。
图1。1 无线接收机的系统结构框图自动增益控制电路的功能示意图
在光纤通信、卫星通信、微波通信等通信系统及雷达、广播电视系统中,自动增益控制电路都有很普遍的推广和使用[5]。对自动增益控制电路的研究保障了无线通信接收信号的可靠性,确保了信息接受的完整性,从根本上使得雷达等无线通信的通信质量大大提高。同时还在一定程度上降低了雷达系统的搭建成本,减少了设备的损耗,具有优越的经济性以及良好的市场前景。
1。2 研究现状
1。3 论文结构
本次毕业设计以“雷达信号处理机专用自动增益控制系统”为课题,旨在深入学习雷达专用自动增益控制电路的设计,并通过选用合适的芯片组成电路以考虑自动增益控制模块的商品化设计与生产的可能性。
本人以严谨的科研态度、运用科学的研究手法,理论文献结合实际操作检验,导师辅导结合自我学习,合理安排研究步骤。在确立选题后,首先在导师推荐书目之外,通过书本报刊与因特网等多维渠道查找相关中、英文文献,学习相关理论基础,如自动增益控制电路的原理、构成与器件等;再利用Multisim等软件在计算机上实行电路系统搭建与仿真,计算仿真结果与理论数值的偏差,联系理论进行分析与调试;紧接着通过计算机的仿真研究,探索发现该电路的特性并对其进行定性或定量的研究;然后,挑选合适的器件,搭建实物模型, 利用面包板进行实验论证;根据实验结果,完成数据处理与分析,利用MATLAB、EXCEL等软件绘制输入、输出的信号波形,验证设计方案的可行性。