研究雷達天線電源故障檢測電路的設計

引言

　　隨著相控陣天線在雷達中的廣泛使用，天線電源的故障檢測變得越來越重要，相控陣天線的電源規模往往和收發(T/R)組件的多少成正比，當T/R組件多達上百個時，電源系統相對龐大，電源故障檢測也較復雜，電源故障將直接導致T/R組件工作異常，因此設計一個完善的電源故障檢測電路非常重要，它能實時對電源進行監測，及時發現故障，將故障定位到LRU，指導維修人員進行換件維修。

　　電源故障檢測電路由硬件和軟件兩大部分組成，硬件組成框圖如圖1所示。信號調理電路對輸入的35路電源檢測信號進行濾波、分壓及阻抗匹配，然后經過多路復用器(MUX)選擇進入模數變換器(A/D)，變換成數字量，單片機讀入該數字量，與規定的上下限進行比較，判斷該電壓是否正確，最后生成單元級故障表，通過RS-485接口傳送到上級進行進一步處理。

　　圖1 硬件組成框圖

　　電路設計

　　信號調理電路

　　信號調理電路主要對輸入的電源檢測信號進行濾波、分壓及阻抗匹配等處理。濾波的目的是濾除檢測信號中的高頻毛刺，通過試驗可以看到，天線電源信號中常有幅度很大的干擾毛刺，如果不濾除可能會對器件造成損壞，或者影響檢測精度。分壓的目的是對檢測信號的幅度變換，使其滿足后級A/D變換器的輸入要求，設計的關鍵是既保證信號的幅度不超出A/D的輸入要求，又要盡量提高信號的分辨率。阻抗匹配電路是一個射極跟隨器，目的是進行前后的阻抗匹配，提高檢測的精度。圖2是12V檢測電壓的調理電路。

圖2 12V檢測電壓的調理電路

　　電容C1對高頻毛刺進行濾除，一般取0.01μF，精密電阻R1和R2組成分壓電路，為了減小對電源的影響，阻值應取千歐級，具體取值應參考12V的正常判定范圍(10.3～14V)及A/D的滿量程范圍(0～2.55V)，經過計算和權衡后，R1取46.4KΩ，R2取10KΩ，可以算出12V電壓的欠壓及過壓門限值分別為：