【摘 要】
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随着通信技术的迅速发展及无线设备的广泛应用,相同频带内频谱占用复杂,设备间电磁干扰日趋严重。在工业应用、野外电磁监测和高压电气控制等复杂电磁环境监测中,系统需具备应对各种复杂环境的能力。电磁环境或因设备数目多存在邻频干扰或同频干扰,或因某些发射设备功率大存在强电磁信号噪声,或因设备天线暴露环境中而极易受到电磁干扰。造成的影响包括设备过载、频谱阻塞以及目标信号丢失等情况。因此针对复杂电磁环境监测平台
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随着通信技术的迅速发展及无线设备的广泛应用,相同频带内频谱占用复杂,设备间电磁干扰日趋严重。在工业应用、野外电磁监测和高压电气控制等复杂电磁环境监测中,系统需具备应对各种复杂环境的能力。电磁环境或因设备数目多存在邻频干扰或同频干扰,或因某些发射设备功率大存在强电磁信号噪声,或因设备天线暴露环境中而极易受到电磁干扰。造成的影响包括设备过载、频谱阻塞以及目标信号丢失等情况。因此针对复杂电磁环境监测平台下设备间电磁兼容的问题,需采取相应的解决措施,避免产生严重的后果。本文为提升设备在复杂电磁环境下的抗干扰能力,进行了电磁兼容自适应抗干扰控制技术的探索研究。本文设计了一种自适应衰减器,工作频段为1-4GHz,能够承载40d Bm的大功率信号,具备自动与手动两种工作模式,自动模式能够根据输入信号大小,稳定控制0d Bm～30d Bm范围内的信号衰减至-10d Bm以下,手动模式能实现衰减量自定义调节,可调衰减量范围为0～41.5d B,衰减精度为±1d B以内。本文主要工作有:首先分析了自适应衰减器的研究背景,阐述了自动控制系统的原理,构建了自适应衰减器的方案,给出了设计的技术路线,分析了系统功能及指标需求,介绍了主要器件的功能及指标,并完成元器件选型。采用微波开关、固定衰减器和数控衰减器等电路模块,组合实现了大动态范围的衰减量,同时对数控衰减器模块增加保护。通过对输入输出信号取样检波,利用宽带数字控制衰减可变技术,完成了控制流程设计,使衰减系统根据信号大小自适应处理,准确控制衰减器的衰减量。通过控制和校准,实现了上位机软件的准确显示,使衰减器工作状态可视化。为缩小模块尺寸进行了小型化设计,重点利用微带电路的多节耦合线结构完成定向耦合器的仿真设计,再利用锯齿状结构增加耦合器的方向性,该耦合器在1-4GHz内耦合度为20d B,方向性大于10d B;同时基于SS114数控衰减器芯片、ADRF5132微波开关芯片、AD8318功率检波器芯片和HMC658LP2E固定衰减器芯片等IC芯片完成微波电路单板PCB设计,尺寸为11cm×9.5cm,尺寸占比比原来减少了86.1%。对利用电路模块设计的自适应衰减器及利用IC芯片小型化后的衰减器进行了实际测试,测试项目主要包括功能要求、最大可承载功率、衰减量范围、衰减精度、响应时间、驻波比等,测试结果表明所设计两种自适应衰减器均达到设计预期。
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