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“欢迎乘坐本车,本车是由。。。。。。”公交车上,这熟悉的声音又在耳畔响起。这时,一个邋里邋遢的中年人一脚踏上车来。他风尘仆仆的样子,脸上的皱纹如深沟密布,黑黝黝的肤色一看就知道是刚从工地里出来。他的一身俗气的衬衫粘着若隐若现的石灰,拎着一个破旧的麻袋,还有那被泥泞覆盖的胶鞋。我暗自庆幸:他离我的座位还远着呢!在他拿出攥得皱巴巴的纸币付费后,我带着一种厌恶的眼神看着他鬼使神差地坐在了我旁边靠窗的座位,心中大呼倒霉。
汽车开始启动,他一下子把车窗用力地拉开透透风,只听见“咯吱”一声,所有乘客的目光都寻声投来。我顿时不好意思的低下头,当作事不关己地翻动着手里的书。他尴尬一笑地搓着手。我在心中怒骂,这是什么人啊,做事那么毛躁,把我都连累了,果真一个乡下人!随后又响起了令我讨厌的声音,他不顾形象地扯着嗓门唱起歌来。如果他是一个仪表堂堂的城里人,我肯定会认为他是一个豪放的人。但他不是,因此在我眼中他的歌声成了噪音。无意一瞟,看到了他露出的发黄的牙齿和他脸颊上粘着的灰尘,在他身边的我,感觉到被一股热气包围,空气闷闷的就要窒息,好不自然。我对他的厌恶之情油然而生。我故意面不改色地端坐着,挺胸抬头。就是要别人看看这城里人和乡下人的区别,文化人和打工仔的不同。
终点站到了,他急急忙忙地站起来,却又猛地坐下。我正好奇他的举动,只听他说:“对不起,你压到了我的袋子。”我赶紧移开。他拎起袋子,一步跨出座位却不小心将袋子上的灰尘弄在我衣服上。他一边不假思索地从口袋里掏出纸巾递给我一边歉意地对我说:“不好意思,不好意思。”等我反应过来后,他已经下了车,不见了踪影。
我不由得感叹,表面的完美形象还真比不上这位中年人与生俱来的高尚。如果换作我,我想我肯定不会这样,我会轻视他,我会把这样一个礼貌的道歉抛之脑后。
关键词:关键词:多频段,无人直升机载,收发系统
中图分类号:TP302.1 文献标识码:A 文章编号:
1.引言
雷达信号模拟器是仿真雷达技术性能的特种电子设备,它既可用于雷达系统性能的测试和评估,又可模拟近似电磁环境下我方设备与对方设备的ECM机理和过程,定量检验被测设备的干扰效果。本文介绍一种应用于无人直升机平台的多频段雷达信号模拟器收发系统。
该信号模拟器收发系统是某无人直升机载雷达综合保障电子设备的主要组成单元,具有空中动态模拟雷达辐射信号的功能,系统平台采用了小型无人直升机,要求收发系统单套设备重量低于直升机有效载荷的一半,并有优良的抗振性能。收发系统的主要工作任务为:按信号模拟器指令产生不同模式的信号类型,分时发射不同波段的干扰信号;并对电子侦察系统的干扰信号分时、按波段进行侦收,对其干扰幅度进行检测。收发系统由I型收发分机和II型收发分机组成。其波段范围覆盖UHF~Ku等六个波段。I、II型收发分机在无人直升机平台上可直接更换。其主要功能是为合成孔径雷达干扰系统提供多模式宽带线性调频和相位编码的发射激励信号,并对侦收到宽带信号进行幅度检波。
2.系统组成与工作原理
收发系统实现框图如图1所示。收发系统I型和II型分机外部形状体积一致,可相互更换。
图1 收发系统实现框图
激励信号产生工作原理是:由DDS产生线性调频信号或码元宽度为固定值的BPSK和QPSK,对其进行带通滤波后,与二本振信号混频,经单刀三掷开关选择进入六波段变频器,再与各波段一本振信号混频,产生各波段的线性调频或相位编码信号,最后将此信号经过六波段调制功率放大器得到各波段对外辐射的脉冲信号。
大动态接收工作原理:侦收到的雷达干扰信号经低噪声放大和各波段本振下变频后进行对数幅度解调。其主要特点是对数检波,只定性地检测干扰信号的脉冲幅度、宽度和重复频率,通过开关切换在一次变频后滤波检波,降低接收通道和频率合成器设计压力。
频率合成器工作原理:以一个100MHz高稳定温补晶体振荡器为基准参考源,采用数字锁相和直接倍频等技术实现系统各相关时钟和本振信号。
3.主要关键技术
无人直升机载雷达信号模拟器收发系统采用并突破了多项关键技术,主要有:
(1)多频段融合
收发系统通过共用波形产生和收发通道,并通过调制开关分时控制实现收发切换达到了六波段融合。其方法为:一方面,基于DDS技术结合频段搬移产生宽带LFM信号,再通过频带二次搬移产生UHF~Ku波段的宽带激励波形;另一方面,采用多波段接收前端把回波信号从射频波段变换至基带进行增益控制和对数幅度解调。通过分时发射分时接收降低串扰。利用锁相频率合成技术实现频综器多波段本振信号共模块设计也达到了多波段融合设计。
(2)强电磁兼容
电磁兼容和抗干扰设计是多频段收发系统正常工作的重点问题之一,为适应该平台载荷低的特点,收发系统在很小的空间内采用模块空气密封和分机盖板屏蔽的两级屏蔽设计尽可能的降低各波段信号之间的干扰。电路设计上选择合适的频段,以避免各频段的高次谐波和相互交调干扰收发系统。同时,通过系统指标要求合理的选择系统本振频率有效的避开了直升机与地面测控车L波段通信链路载频信号之间的谐杂波、交调互扰。
(3)大动态接收
收发系统采用大动态 AGC与大动态视频DLVA结合实现系统的大动态接收。
(4)微型化集成
收发系统采用了锁相频率合成器、多路开关、多波段变频器、多波段脉冲调制功放、多波段接收前端等部件级微型集成化设计,实现了系统的微型化集成,同时降低了分机的重量减小了分机的体积,从而达到了该平台的适应性设计,满足信号模拟器技战术指标。
(5) 高稳定抗振频率合成
收发系统通过选用高稳定温补晶体振荡器并采用了锁相频率合成设计技术实现工作频率和系统时钟稳定可靠,同时实现了频综器低功耗高可靠性。
4.硬件实现
4.1基于DDS的LFM、BPSK和QPSK信号产生
DDS的原理框图如图2所示,它包含相位累加器、波形存储器、数模转换器、低通滤波器和参考时钟五部分。在参考时钟的控制下,相位累加器对频率控制字K进行线性累加,得到的相位码 对波形存储器寻址,使之输出相应的幅度码,经过数模转换器得到相对应的阶梯波,最后经低通滤波器得到连续变化的所需频率的波形。
图2 DDS原理框图
基于常规DDS波形产生模块,我们已有成熟的模块可供使用,其主要特点是模式多,数字信号产生性能灵活,成本低。方案设计上以牺牲一定信号幅相失真为代价,直接在较高频率产生一定带宽的信号而不进行频带扩展,结合辅佐上变频模块最终产生中频信号。本收发系统波形模式有线性调频和相位编码两种方式。该基于DDS波形产生具有技术成熟、成本低、集成度高、体积小、重量轻、功耗低、工作稳定可靠的优点。当信号带宽较宽时,相位截短误差和幅度量化误差序列趋于随机化,表现为在信号中引入宽带白噪声基底。通过滤波可以滤除部分频率分量,但信号带宽内的噪声无法滤除。不过,在接收时匹配滤波器对其有所抑制,所以具体实现时可以降低对噪声基底的要求。
对基于DDS多模式波形产生电性能测试,测试结果如图3所示。
图3(a)线性调频信号频谱图 图3(b)BPSK频谱图
图3(c)QPSK频谱图 图3(d)QPSK星座图
4.2实现多频段融合与强电磁兼容的微型脉冲功放
收发系统发射脉冲峰值功率均超过常规接收机射频功率。实际设计时考虑到收发开关的损耗和宽温工作环境,功放功率均较需适当加大。由于系统为脉冲工作方式,且考虑到系统功耗要求,各波段的功率放大器均采用脉冲方式。对于脉冲功率放大器,电源管理电路和散热装置直接影响其体积和重量,对于多波段分时工作特性,其电源管理电路和散热装置可采用共用设计,将有效降低其重量和体积。
4.3 高稳定抗振频率合成
对于无人直升机平台,多波段频率合成器的要求是时钟高稳定、频带大跨度、多频点工作、小体积、轻重量、低功耗、低成本和高可靠性。其中高频率稳定度是机载平台全机时钟的关键指标。晶体振荡器特有的压-频效应使其成为合成器中对振动最敏感的部 件。在随机振动条件下,晶振相位噪声几乎与其静态相位噪声无关,如式(1):
本收发系统采用整体隔振设计,并结合多种辅助抗振措施。在电路设计上采用温补晶体振荡器、常规整数数字锁相及直接倍频相结合。实验验证经多重隔振后,其机载环境下的相位噪声与静态相位噪声相当,如图4所示,其短期稳定度达10-10/s。
图4 平台载荷下Ku本振1KHz处相位噪声
4.4 多波段大动态接收
收发系统多波段接收通道只对侦收到的干扰信号幅度信息进行检测,系统要求收发系统具有大动态范围,采用对数检波接收通道是合理的。由于收发系统频段跨度大,方案将采用一次变频超外差,使不同波段信号均变换至统一频段,简化系统电路的复杂度和成本。
4.4.1接收机寄生通道及带内干扰分析
该雷达信号模拟器只要求检测电子侦察系统干扰信号的幅度值,因此收发系统拟采用对数接收。各个波段回波信号均变频至统一中频,由三选一开关分时选择不同波段在中频进行对数检波。 设计中的两个问题:(1)寄生通道及电磁兼容;(2)增益接口。
对于多波段系统的电磁兼容,方案需注意主要问题:(1)合成器任何频点及其谐波分量均不在任何波段接收通道及其镜像通道内;(2)禁止在合成器方案中采用谐波发生器,避免谐波及其与其它频点的交调落在任何波段接收通道内;(3)设计合理的变频窗口。对于本收发系统,各频段接收机镜像通道是其主要寄生通道,因此各通道均采用镜像抑制滤波器抑制寄生干扰。
4.4.2通道增益和噪声系数
根据工作频率和接收动态范围,方案选用ADI公司的对数检波集成电路AD8313(适用频率范围:100MHz~2.5GHz),其动态范围约为70dB,输出电压约为500mV~1.7V,对数斜率约为20mV/dB,其中正切灵敏度约为-65dBm。
接收通道实现框图如图5所示。
图5 收发系统接收通道实现框图
4.5 收发开关
收发系统微型多波段脉冲功放模块发射功率大,特别是高频段,如Ku波段和X波段,该模拟器对收发隔离度要求不高而对损耗要求严格,因此高频段环形器相对损耗较小,是理想的选择。低频段环形器尺寸较大,而此频段开关的损耗较小,因此低频段中功率微波开关是合适的。兼顾到I、II型功率放大组件的结构一致性,Ku、X、C、S波段收发隔离采用环形器,而UHF和L波段将采用微波开关。
5.收发系统结构设计
收发系统为一个单元形式,分上下两层安装,一层为信号产生、发射和收发开关,另一层为接收通道和频率合成器。射频接口、电源、控制接口采用盲配形式。
6.收发系统的测试结果
经过工程研制,收发系统接收灵敏度、动态范围和最低辐射功率均满足设计指标,达到了使用要求。
7.结束语
某无人直升机载雷达信号模拟器收发系统在多项工程实现上采用了自我研制与合作相结合,充分发挥国内相关单位技术优势,实现技术互补。特别对关键技术进行了多方案实验和研究,主要包括多模式波形产生;大动态对数检波幅度解调,多波段脉冲功放超微型化频率融合。实际证明这种工程化方式是合理的,很好解决了研制周期和产品质量,满足了平台应用环境和各项技术指标,并为未来其他应用平台雷达信号模拟系统的研制提供了一种工程实现的方案。
参考文献:
[1]费元春等.宽带雷达信号产生技术[M].北京:国防工业出版社,2002.
[2]弋稳.雷达接收机技术[M].北京:电子工业出版社,2005.
问:编辑你好,我的儿子已经上幼儿园中班了,我准备给他布置一个儿童房,但不知选用什么颜色对孩子心理发育更有利。不同的颜色会对孩子造成什么样的影响呢?请给我一些建议,谢谢!(合肥 常珊)
答:色彩确实对孩子的心理、智商发育有一些影响。德国科学家就曾做过相关试验,试验证明一些颜色会使人体感到舒适,让人的情绪得到平衡,在这种环境中长大的孩子性格会比较温和,智商也普遍偏高,行为也更加机敏并富有创造性,这些颜色通常包括淡蓝色、黄色、蓝绿色、橘色等等,而黑色、灰色、褐色这类颜色则不属于上述颜色。
在给孩子选择颜色时,可以在上述颜色中让孩子自行挑选,我们布置房间是为了孩子,自然要考虑孩子的意愿和喜好,有了孩子参与布置出的儿童房更会让孩子喜欢。
需要协助孩子交友么
问:我的儿子5岁了,性格有些单一内向,已经上幼儿园一年。最近在和儿子的老师交流过程中得知儿子在幼儿园没有好朋友,而其他孩子都有自己较好的玩伴。我很是担心如果孩子没有好伙伴会对他的成长造成不利,就像帮助儿子交朋友,可是老公认为孩子还小,长大后自然会有朋友的。我不同意他的看法,可不知该如何反驳他。请问该怎样看待这个问题,我们做家长的是否应该协助孩子广泛交友?(郑州 宋春华)
答:美国华盛顿大学的心理学家尤尼斯曾在20世纪90年代做过试验研究,认为儿童可以从同辈的团体中得到许多尊重和合作的道德观念。现在,我们的孩子大多是独生子女,在伙伴的交往中表现了很强的自主性,而随着年龄的增长,同伴团体的影响力会逐渐增强,许多好的行为规范都是在与同伴的交往中学会的,而如何与人合作、相互尊重更是与同伴的接触中学到的。所以,父母应该帮助孩子广泛交友,尤其是你的孩子性格比较内向,更应该培养他的合群性。这种性格的培养,开始越早对孩子今后的影响会越好,所以赶快帮助你的孩子结交志趣相投的同伴吧!
如何才能让孩子不与陌生人说话
这件事就发生在前不久,一个放学的下午,哦,不,应该是晚上,因为天,已经黑了。这个夜晚幕夜降临,华灯初上。公交车上,人们紧紧地贴在一起,找不到一丝缝隙我望了望拥挤的人们,又望向了车窗外。窗外,一辆辆车子排着队慢慢的挪动,无论曾经是跑得多快的车子,这时也再找不到曾经的潇洒。我淡淡的收回了视线,从书包里拿出作业,执起笔准备做。再瞥了眼窗外,心道:既然堵车,一时半会好不了,不如先做会作业。
已经做了差不多一面,而正在做第12题的自己这时听见一个沉稳而和蔼的女声响起:“同学,你看,你这道题做错了,应该选D的。”我听闻,随着她的手指看去,随即抬起头,一个短头发,脸上有少许斑点的妇女映入眼帘,高耸的鼻梁,给她增加了几分高贵气息,唇边的弧度,让她瞬间变得和蔼可亲。我冲她微微一笑,看向了书本,听着他的讲解,只是刚刚打量她去了,没有听清她前面的讲解,而后听着她的讲解,眉头不禁皱了起来,等她讲完,我皱着眉请她再讲一遍,本以为她会拒绝,没想到她竟然又从新讲了起来,这让我心里不禁一愣。听完她的讲解,我并没有马上改答案,只是细细思考她的话。
过了许久,我抬起头,嘴角弯起,甜甜的道谢:“谢谢阿姨。”说完便改了答案,思考下一题去了。不一会,我旁边座位的人下了车,这位阿姨坐在了我的旁边。她又盯着我的作业看,一会儿她又向我指出了错误,那道题目我没有弄懂,答案也只是瞎蒙了一个,这时听她一讲,我迷迷糊糊的改了个答案,可再仔细去思考,却完全是一头雾水,我冲她摇摇头:“阿姨,您可以再讲一遍吗?我没有听懂。”她又耐心的讲了一遍,我渐渐有了些思路,可仔细想来,也不对,我不确定的问:“可不对啊?应该是A呀,阿姨您看,找您那样讲应该是这样的......”“哦,也对哦,呵呵,是我弄错了,你好聪明啊。继续努力,数学一定要学好。”我不经意“嗯”了一声,心里有种说不出的感受,很是怪异。
惊心动魄的周末
下面,我要讲述一个真实的故事。
小女孩苏佳怡今年十三岁了,她的爸爸妈妈每逢周末都不回家,因为他们要去看苏佳怡的祖父和祖母。
今天,又和往常一样,苏佳怡留在家中度过她的周末。白天已经过去,黑夜降临了。夜晚总是神秘和危险的,苏佳怡心想。她正在二楼的阳台上观望夜空。忽然,门铃响了,苏佳怡一边下楼一边想:会不会是爸爸妈妈回来了?不可能吧!我没听见马达声啊!难道来人是爸爸的同学?同事?朋友?对了,有可能是维修工,家里的浴缸正好坏了。苏佳怡没多想,就径直去开了门。这人苏佳怡从来没有见过,此人身穿棕色大衣,一条黑色的裤子,头上还扣着一顶黑色的帽子,戴着一副墨镜。这位不速之客用轻松愉快的口气说:“嗨!你好吗?小姑娘?你父母在家吗?”苏佳怡打量了这个人一番,想找出一个破绽看看他是好人还是坏人。忽然,苏佳怡发现陌生人的背包拉链没有拉好,就假装走过去给他倒茶,与他擦身而过。啊!刀!苏佳怡在与他擦身而过的瞬间看见那人背包里的一把尖刀。她的心迅速狂跳起来,一遍遍的问着自己:我该怎么办?我该怎么办?不愧是班里的班长,点子就是多。不一会儿,她便想出了一个绝妙过人的点子。这时,陌生人用疑问的语气问:“小姑娘,我可以见见你的父母吗?”机会来了!苏佳怡心想。“哦,当然可以,我父母都在二楼呢!您如果想见,就上楼吧!”现在以陌生人的表情完全是一副“弄不懂小姑娘在干什么的表情”。苏佳怡装出一副天真无邪的样子,对陌生人说:“叔叔,快点上去吧,再晚爸爸妈妈就该睡觉了哦。”陌生人这才放心的上了楼。自顾自地进了楼上最左边的一个房间。发现房间里没有人,想要出去,却发现门已经开不开了。后来,陌生人利用床边的一部电话联系到了同伙。而他的两个同伙,一个被关进地下室,一个先被苏佳怡改装过的电铃的电线电到,后来又被苏佳怡精心抹上的蛋黄酱所“征服”……
在现代社会中,在我们身边,有着许许多多的坏人。你也许随时都会有生命危险。所以,在现代社会中,我们应该学会自我保护!