一種基于FPGA/MCU結(jié)構(gòu)的線性調(diào)頻高度表

　　收發(fā)組件采用自差結(jié)構(gòu)，輸出為零中頻的差拍信號，其頻率跟地面高度成正比。VCO 的 調(diào)制帶寬最高可達(dá)200MHz，調(diào)制線性度優(yōu)于1.2。組件的接收增益30dB，噪聲系數(shù)3.5dB。 視放組件對差拍信號進(jìn)行選頻放大，總增益不低于80dB，增益控制范圍不低于90dB。

　　選頻濾波器為定制的機(jī)械濾波器，中心頻率225kHz，帶寬30kHz。主放大器選用AD 公司的視 頻放大器AD*，它內(nèi)部集成了兩個放大器模塊，可以單獨使用其中的任何一個或?qū)蓚€級 聯(lián)使用以提高增益和擴(kuò)大動態(tài)范圍，每個放大器模塊的增益最大可達(dá)54.4dB，增益控制范圍 48.4dB。

　　3 信號處理組件

　　3.1 硬件設(shè)計

　　信號處理組件完成地面高度的搜索/跟蹤、AGC、STC 等功能，其電路框圖如圖2 所示， 核心是1 片FPGA 和1 片MCU，通過軟件算法實現(xiàn)大部分信號處理功能。

　　圖 2 信號處理組件電路框圖

　　地面高度的搜索/跟蹤是FPGA 和MCU 根據(jù)鎖定門限判決電路的輸出狀態(tài)，按一定算法改 變VCO 調(diào)制信號的頻率，使差拍信號落入225kHz 的跟蹤帶內(nèi)。在地面高度的搜索過程中，VGC 電壓與高度的對數(shù)呈線性關(guān)系，從而實現(xiàn)STC（時間-靈敏度控制）功能。在地面高度的跟蹤 過程中，VGC 電壓受控于飽和門限判決電路的輸出狀態(tài)，飽和時減小VGC 電壓，直到差拍信 號的強(qiáng)度低于飽和門限，降低地面回波強(qiáng)度對測高精度的影響，從而實現(xiàn)AGC（自動增益控 制）功能。