Báo cáo Nghiên cứu, chế tạo mô đun phát tín hiệu mã pha trong radar dải sóng dm

Bài báo trình bày một số kết quả thực nghiệm trong chế tạo bộ phát của radar xung. Kít phát triển vi điều khiển PIC16F877A phát ra mã Barker 13 bít và một số mã đa dạng khác thường được sử dụng trong các hệ thống radar. Bộ dao động nội được thiết kế trong phạm vi dải tần từ 800MHz đến 900MHz bởi bộ tổ hợp tần số LM2316 và mạch VCO. Tần số của bộ dao động có thể dễ dàng thay đổi với sự kết hợp của PIC16F877A. Bộ khuếch đại công suất cao tần được chế...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo " Nghiên cứu, chế tạo mô đun phát tín hiệu mã pha trong radar dải sóng dm " Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 24 (2008) 214-220 Nghiên c u, ch t o mô ñun phát tín hi u mã pha trong radar d i sóng dm ð Trung Kiên1,*, B ch Gia Dương2, Vũ Tu n Anh2, Ph m Văn Thành1 1 Trư ng ð i h c Khoa h c T nhiên, ðHQGHN, 334 Nguy n Trãi, Hà N i, Vi t Nam 2 Trư ng ð i h c Công ngh , ðHQGHN, 144 Xuân Th y, Hà N i, Vi t Nam Nh n ngày 25 tháng 02 năm 2008 Tóm t t. Bài báo trình bày m t s k t qu th c n ghi m trong ch t o b phát c a radar xung. Kít phát tri n vi ñi u khi n PIC16F877A phát ra mã Barker 13 bít và m t s mã ña d n g khác thư ng ñư c s d ng trong các h th ng radar. B d ao ñ n g n i ñư c thi t k trong ph m vi d i t n t 800MHz ñ n 900MHz b i b t h p t n s LM2316 và m ch VCO. T n s c a b dao ñ n g có th d dàng thay ñ i v i s k t h p c a PIC16F877A. B khu ch ñ i công su t cao t n ñư c ch t o có công su t xung l i ra 90W s d ng công ngh m ch d i cho ph i h p tr kháng l i vào và l i ra c a transistor cao t n. T khóa: Mã Barker, nén xung, dao ñ ng n i, khu ch ñ i công su t cao t n, m ch d i. 1. Gi i thi u∗ T i các vùng t n s th p, vi c thi t k các b khu ch ñ i không khó khăn gì mà ch có m t Nén xung là kĩ thu t ñư c s d ng ñ có chút chú ý khi l a ch n ñi m làm vi c cho ñư c công su t trung bình c a tín hi u p hát transistor sao cho có ñư c công su t l i ra c c trong khi v n ñ m b o ñư c ñ phân gi i cao ñ i. Nhưng v i b khu ch ñ i ho t ñ ng trong cho h th ng ñ nh v vô tuy n. Nén xung ñư c mi n t n s cao, c 900MHz thì c n p h i s d ng kĩ thu t m ch d i. th c hi n b ng các b l c ph i h p ho c dùng các hàm tương quan. Trong s các d ng sóng s d ng trong kĩ thu t nén xung, các mã Barker có 2. M t s lí thuy t c a h radar các hàm t tương quan r t thích h p cho các kĩ thu t radar xung. Sơ ñ kh i ñơn gi n c a m t b p hát radar Bài toán liên quan ñ n kĩ thu t radar có r t ñư c trình bày trên Hình 1 [1]. nhi u ph n liên quan ñ n lĩnh v c truy n thông sóng ng n. V i b khu ch ñ i công su t cao t n, t i ñ u ra c a b p hát, tín hi u c n ñư c khu ch ñ i trư c khi truy n. Khu ch ñ i công su t cao t n là ph n không th thi u trong các Hình 1. Sơ ñ kh i c a m t b phát radar. ng d ng truy n d n qua ăng-ten. _______ Kh i phát d ng sóng (waveform generator) ∗ Tác gi liên h . ð T: 84-4-8582254. g m mô ñ un mã pha ñ t o ra các mã c th cho E-mail: dtkien@vnu.edu.vn 214 215 Đ.T. Kiên và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Công nghệ 24 (2008) 214-220 xung mã pha; kh i dao ñ ng n i n ñ nh (stable local oscillator - StaLo) phát ra dao ñ ng n ñ nh t n s RF ñ tr n trung t n cho kh i phát và tách trung t n cho kh i thu. Kh i tr n (mixer) chính ñ t h c hi n nhi m v tr n này. Kh i khu ch ñ i công su t cao t n (microwave power amplifier) ñ cung c p ñ năng lư ng c n thi t cho tín hi u radar trư c khi truy n phát ra ăng-ten ñ th c hi n vi c truy n thông Hình 2. Mã Barker 13 bít và tín hi u BPSK tương ng. trên các quãng ñư ng dài. 2.1. Mã Barker [2,3] Nén xung là m t kĩ t hu t q uan tr ng không th thi u trong quá trình x lí tín hi u thu v c a radar ñ phân tích các thông tin c a m c tiêu. Trong quá trình nén xung, m t xung dài ñ r ng τ ñư c chia thành N xung nh hơn, m i Hình 3. Hàm t tương quan c a mã Barker 13 bít. xung có ñ r ng ∆τ = τ/N. Pha c a m i xung nh này theo ñi u ch khóa d ch pha nh phân 2.2. Khu ch ñ i công su t cao t n [4] (binary phase shift keying signal - BPSK) thì s ch n p ha 0 cho bít “1” ho c ñi n áp “+”, pha π ðây là kh i m ch không th thi u trong cho bít “0” ho c ñi n áp “-”. Mã Barker ñư c truy n d n sóng ñi n t qua ăng-ten. Vi c thi t ưa chu ng vì ñ nh c a t hùy chính trong hàm t k kh i này bao g m vi c ch n và n ñ nh ñi m tương quan (autocorrelation function) có ñ cao làm vi c tĩnh cho transistor, ño lư ng các tham chính b ng N, N là ñ dài c a mã Barker, trong s S, thi t k m ch d i cho ph i h p tr kháng khi ñ cao c a thùy ph hai bên ch b ng 1. M t l i vào và l i ra, ño lư ng các thông s kĩ t hu t s mã Barker n i ti ng ñư c trình bày trong c a m ch. Sơ ñ kh i cơ b n c a m ch khu ch B ng 1. Tín hi u và hàm t tương quan c a mã ñ i ñư c ch ra trong Hình 4. Barker 13 bít ñư c ch ra trên Hình 2 và Hình 3. B ng 1. M t s mã Barker quan tr ng Mã và ñ suy gi m c a thùy ph (dB) Chi u dài mã 2 10 (6.0) 3 110 (9.5) Hình 4. Mô hình kh i khu ch ñ i công su t. 4 1110 ...