《电子技术应用》
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基于正交相位调制接收机的分析与故障诊断
电子技术应用
付强,李珍珍,张俊升,石淑娟
国营洛阳丹城无线电厂
摘要: 针对基于模拟器件的中频接收机故障率高问题,重点分析了正交调制带来的幅度稳定性、抗干扰能力以及高精度测角性能,并通过理论推导和系统构成说明了接收机各模块的功能,解析了该系统在装备维修中的故障诊断方法。分析表明,该设计是现代导弹导引头实现高精度、高抗干扰能力目标跟踪的关键技术之一,为数字化接收机设计以及雷达信号处理提供借鉴参考。
中图分类号:TN96 文献标志码:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.257367
中文引用格式: 付强,李珍珍,张俊升,等. 基于正交相位调制接收机的分析与故障诊断[J]. 电子技术应用,2026,52(7):105-111.
英文引用格式: Fu Qiang,Li Zhenzhen,Zhang Junsheng,et al. Analysis and fault diagnosis of receivers based on quadrature phase modulation[J]. Application of Electronic Technique,2026,52(7):105-111.
Analysis and fault diagnosis of receivers based on quadrature phase modulation
Fu Qiang,Li Zhenzhen,Zhang Junsheng,Shi Shujuan
State Run Luoyang Dancheng Wireless Power Plant
Abstract: Addressing the high failure rate of intermediate frequency (IF) receivers based on analog devices, this paper focuses on analyzing the amplitude stability, anti-interference capability, and high-precision angle measurement performance brought by quadrature modulation,it also explains the functions of each module in the receiver and analyzes the fault diagnosis method of this system in equipment maintenance through theoretical derivation and system composition. The analysis shows that this design is one of the key technologies for modern missile seekers to achieve high-precision and high anti-interference target tracking, providing reference for the design of digital receivers and radar signal processing.
Key words : monopulse radar;seeker;angle tracking;quadrature modulation;sum and difference network;receiver

引言

单脉冲雷达导引头是现代精确制导的核心,其性能直接决定了武器的命中精度与抗干扰能力[1]。在导引头系统中,中频接收机承担着从目标回波中提取角误差、距离及速度信息的关键任务[2]。传统中频接收机常采用由分立式模拟器件搭建的正交相位调制方案,该技术通过将和、差信号合并为一路,并利用副载波调制将幅度信息转换为相位/频率信息,有效降低了对多通道一致性的要求,具备结构紧凑、体积小等优点,曾广泛应用于各类导引头平台[3]。

然而,在实际维修与保障中发现,此类基于模拟器件的接收机故障率远高于数字接收机。其技术痛点集中体现在:幅相校正漂移、测向斜率不稳定、接收机灵敏度劣化、噪底升高[4]。如图1所示的具体故障案例表明,在低温下,当目标信号能量超过特定门限P时,角误差信息提取通道中鉴频电路性能下降,导致测向斜率发生跳变,引发天线指向偏转带来目标截获不稳定,最终致使跟踪失败,恢复至常温时,其测向斜率稳定不变,可正常跟踪目标。进一步分析为:低温工作时,信号能量达到中等信号强度时,鉴频器的鉴频斜率从常温的5.2 V/kHz变为1.6 V/kHz,导致跟踪角误差增大。该类故障根源在于模拟元器件(如鉴频器、对数放大器电路等[5-6])的参数温漂及老化,其诊断与修复严重依赖专家经验与精密仪器,维修周期长、成本高。

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图1 测向斜率跳变致使天线指向偏转

本研究的意义在于,深入剖析以正交相位调制为代表的传统模拟接收机故障机理,并将其与软件无线电和数字化信号处理的数字中频接收机进行对比。现代方案利用高速ADC和FPGA[7],在数字域实现信号的合成、分离与解调,将传统方案中依赖硬件稳定性的鉴频、检波等功能,转化为稳定、可重构的算法。这不仅从根本上规避了模拟器件的性能漂移问题,还为实现智能诊断与参数在线校正提供了可能。通过此研究,旨在为现役装备的精准维修与延寿提供理论支撑,并为新一代导引头接收机的数字化、智能化设计转型指明技术方向。


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http://www.chinaaet.com/resource/share/2000007148


作者信息:

付强,李珍珍,张俊升,石淑娟

(国营洛阳丹城无线电厂,河南 洛阳 471000)

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