一種正交接收機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及雷達(dá)、聲納、通信等應(yīng)用領(lǐng)域的信號探測與參數(shù)估計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種實(shí)現(xiàn)以正交接收機(jī)為核心的正交接收機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目標(biāo)檢測與參數(shù)估計(jì)技術(shù)是導(dǎo)彈、魚雷等精確制導(dǎo)武器的核心技術(shù)之一，也是相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的核心課程之一。現(xiàn)代精確制導(dǎo)武器對目標(biāo)的探測與識別主要由接收機(jī)完成，當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的接收機(jī)形式是正交接收機(jī)。實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)檢測和參數(shù)估計(jì)原理與應(yīng)用的理解和掌握是目標(biāo)檢測與參數(shù)估計(jì)相關(guān)課程必須掌握的基礎(chǔ)內(nèi)容之一。如何實(shí)現(xiàn)對接收機(jī)工作原理與過程的理解和掌握，正交接收機(jī)工作原理是關(guān)鍵一環(huán)。現(xiàn)有相關(guān)課程教學(xué)活動中對于正交接收機(jī)工作原理的講解基本采用理論講授、公式推導(dǎo)等方式，缺乏簡便直觀的實(shí)驗(yàn)裝置對整個正交接收機(jī)工作原理與過程進(jìn)行演示、測量和操作，同時現(xiàn)有相關(guān)武器裝備的實(shí)際功能電路異常復(fù)雜，不適合用于課堂教學(xué)使用，直接影響教學(xué)效果。單純的理論講解與公式推導(dǎo)難以達(dá)到學(xué)生掌握精確制導(dǎo)武器目標(biāo)檢測和參數(shù)估計(jì)方法與原理的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述目標(biāo)檢測與參數(shù)估計(jì)相關(guān)內(nèi)容教學(xué)手段中存在的不足，本發(fā)明提出一種安裝和拆卸簡單、方便的正交接收機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)現(xiàn)正交接收機(jī)信號處理過程的階段展示，包括“相乘一一濾波一一整流一一平方相加一一積分一一門限比較”，用于開設(shè)基于正交接收機(jī)的信號檢測與參數(shù)估計(jì)實(shí)驗(yàn)。
[0004]本發(fā)明提供一種正交接收機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)裝置，包括設(shè)置在機(jī)箱內(nèi)的功能電路板和二次電源模塊，以及設(shè)置在機(jī)箱面上的操作面板；所述操作面板上表面設(shè)置有輸入信號接口，所述操作面板下底面設(shè)置有輸出信號接口，所述輸出信號接口與功能電路板的輸入端連接，所述二次電源模塊的供電輸出端與功能電路板的供電端連接；所述功能電路板包括:隨機(jī)噪聲產(chǎn)生模塊，用于提供高斯白噪聲信號；信號相加與變換模塊，用于將操作面板上輸入的正弦信號與隨機(jī)噪聲產(chǎn)生模塊輸出的高斯白噪聲信號相疊加，產(chǎn)生包含噪聲的輸入信號；參考信號產(chǎn)生模塊，用于提供方波信號，其信號頻率為正交接收機(jī)處理所需參考信號的2倍；正交參考分量產(chǎn)生模塊，用于將方波信號進(jìn)行處理，產(chǎn)生兩路相位相差90°的參考信號；混頻模塊，用于將包含噪聲的輸入信號與兩路相位相差90°的參考信號相乘得到兩路混頻后的輸入信號；帶通濾波模塊，用于將兩路混頻后的輸入信號中的無關(guān)頻段濾掉，得到特定頻段的輸入信號；全波整流模塊，用于將設(shè)定頻段的輸入信號處理為限幅的整流信號；平方相加模塊，用于將兩路限幅的整流信號處理為一路帶有波動的信號；積分模塊，用于將帶有波動的信號處理為一個近似直流的信號；門限產(chǎn)生模塊，用于提供一個高精度基準(zhǔn)電壓信號，其電壓值由操作面板上的電壓控制按鈕控制調(diào)整；門限比較模塊，用于將直流的信號與基準(zhǔn)電壓信號進(jìn)行比較，比較結(jié)果通過操作面板進(jìn)行測量或顯示。
[0005]進(jìn)一步地，所述操作面板的上表面設(shè)置有外接電源插座、保險絲、電源開關(guān)、外電源狀態(tài)指示燈、二次電源狀態(tài)指示燈、信號接入插座、四個接地插座、噪聲設(shè)定電位計(jì)、噪聲接入開關(guān)、濾波器設(shè)定波段開關(guān)、門限設(shè)定電位計(jì)、輸出狀態(tài)指示燈和至少15個測點(diǎn)端子。
[0006]進(jìn)一步地，所述隨機(jī)噪聲產(chǎn)生模塊利用齊納二極管擊穿效應(yīng)經(jīng)放大產(chǎn)生寬帶噪聲信號，隨機(jī)噪聲產(chǎn)生模塊的幅度通過操作面板調(diào)整，所述隨機(jī)噪聲產(chǎn)生模塊輸出端與信號相加與變換模塊輸入端之間通過操作面板上的噪聲接入開關(guān)連接。
[0007]進(jìn)一步地，所述參考信號產(chǎn)生模塊由單片機(jī)產(chǎn)生方波信號，其信號頻率通過操作面板上的濾波器設(shè)定波段開關(guān)進(jìn)行設(shè)定，該頻率為正交接收機(jī)處理所需參考信號的2倍。
[0008]進(jìn)一步地，所述正交參考分量產(chǎn)生模塊為反向器和J-K觸發(fā)器組成的分頻電路，通過對單片機(jī)產(chǎn)生信號一路倒相和二分頻處理，形成兩路相位相差90°的參考信號。
[0009]進(jìn)一步地，所述混頻模塊由模擬開關(guān)芯片構(gòu)成，所述混頻模塊的輸入端同時連接信號相加與變換模塊、參考分量產(chǎn)生模塊，由信號相加與變換模塊輸出信號正交參考分量產(chǎn)生模塊的輸出信號，共同實(shí)現(xiàn)輸入混合信號與正交參考信號的乘法運(yùn)算。
[0010]進(jìn)一步地，所述帶通濾波電路由LTC1164芯片和外圍配置電阻構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)特定頻段的帶通濾波，所述全波整流電路由橋式檢波二極管和運(yùn)算放大器電路構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)限幅全波整流檢波。
[0011]進(jìn)一步地，所述平方相加電路為運(yùn)算放大器組成的加法電路，完成求信號平方相加的功能，所述積分電路為由電阻電容組成的積分電路，完成對平方相加后信號的積分運(yùn)笪并O
[0012]進(jìn)一步地，所述門限產(chǎn)生電路由高精度電壓源芯片與可調(diào)電位計(jì)組成，實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)電壓信號的產(chǎn)生，并可通過操作面板上的門限設(shè)定電位計(jì)調(diào)節(jié)門限電壓輸出，所述門限比較電路由電壓比較器芯片組成，完成對積分信號和門限電壓信號的比較和輸出。
[0013]進(jìn)一步地，所述正交接收機(jī)功能電路板和二次電源模塊通過螺栓固定在機(jī)箱內(nèi)部的底板上，操作面板通過電連接線和接插件與正交接收機(jī)功能電路板相連，操作面板通過電連接線與二次電源模塊相連。
[0014]本發(fā)明的正交接收機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)裝置的工作原理如下:
[0015]正交接收機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)裝置對外部輸入的信號進(jìn)行分步處理，最終完整地再現(xiàn)正交接收機(jī)對隨機(jī)信號的檢測與處理過程。具體如下:由操作面板接入的外部信號源產(chǎn)生的信號，可通過開關(guān)控制，與可調(diào)幅度的隨機(jī)噪聲相疊加，然后分別與實(shí)驗(yàn)裝置自身產(chǎn)生的兩路相位相差90°的參考信號進(jìn)行混頻，混頻后信號經(jīng)過旋鈕控制中心頻率的帶通濾波模塊得到特定頻段的兩路輸入信號，再經(jīng)過全波整流，將特定頻段的輸入信號處理為限幅的整流信號，再通過平方相加模塊，將兩路限幅的整流信號處理為一路帶有波動的信號，再對其進(jìn)行積分處理，得到一個近似直流的信號，將該信號與實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)部提供的一個可調(diào)整的高精度基準(zhǔn)電壓信號進(jìn)行比較，最后將比較結(jié)果通過操作面板進(jìn)行測量或顯示。
[0016]本發(fā)明的正交接收機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)裝置采用上述技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0017]通過參考信號產(chǎn)生模塊、隨機(jī)噪聲產(chǎn)生模塊、正交分量產(chǎn)生模塊、混頻模塊、帶通濾波模塊、全波整流模塊、平方相加模塊、積分和門限比較模塊的組合使用，完整展現(xiàn)了正交接收機(jī)“相乘一一濾波一一整流一一平方相加一一積分一一門限比較”的運(yùn)算過程，可以用于正交接收機(jī)工作原理的相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
[0018]以正交接收機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)裝置為核心，通過信號發(fā)生器和示波器等簡單通用儀器的輔助，可以實(shí)現(xiàn)雷達(dá)、聲納尋的系統(tǒng)時域信號處理所涉及到的目標(biāo)信號檢測與參數(shù)估計(jì)功能，并以此開設(shè)信號檢測、參數(shù)估計(jì)以及接收機(jī)工作特性測量等自主研宄式和綜合設(shè)計(jì)式實(shí)驗(yàn)，極大擴(kuò)展了現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)裝置的使用范圍。
[0019]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，人機(jī)工程設(shè)計(jì)優(yōu)良，具備高可靠性，而且拆裝方便，易于維修。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；
[0021]圖2為本發(fā)明的正交接收機(jī)功能電路板組成框圖；
[0022]圖3為本發(fā)明的操作面板示意圖；
[0023]圖4為本發(fā)明的正交接收機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)裝置的信號流向原理圖。
[0024]1-正交接收機(jī)功能電路板、2-二次電源模塊、3-操作面板、4-隨機(jī)噪聲產(chǎn)生模塊、5-信號相加與變換模塊、6-參考信號產(chǎn)生模塊、7-正交參考分量產(chǎn)生模塊、8-混頻模塊、9-帶通濾波模塊、10-全波整流模塊、11-平方相加模塊、12-積分模塊、13-門限產(chǎn)生模塊、14-門限比較模塊、15-機(jī)箱、16-底板、17-外接電源插座、18-保險絲、19-電源開關(guān)、20-外電源狀態(tài)指示燈、21