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(hào)，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(duì)差拍信號(hào)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(gè)放大器模塊，可以單獨(dú)使用其中的任何一個(gè)或?qū)蓚€(gè)級(jí) 聯(lián)使用以提高增益和擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍，每個(gè)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(hào)處理組件

　　3.1 硬件設(shè)計(jì)

　　信號(hào)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(guò)軟件算法實(shí)現(xiàn)大部分信號(hào)處理功能。

　　圖 2 信號(hào)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(mén)限判決電路的輸出狀態(tài)，按一定算法改 變VCO 調(diào)制信號(hào)的頻率，使差拍信號(hào)落入225kHz 的跟蹤帶內(nèi)。在地面高度的搜索過(guò)程中，VGC 電壓與高度的對(duì)數(shù)呈線性關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)STC（時(shí)間-靈敏度控制）功能。在地面高度的跟蹤 過(guò)程中，VGC 電壓受控于飽和門(mén)限判決電路的輸出狀態(tài)，飽和時(shí)減小VGC 電壓，直到差拍信 號(hào)的強(qiáng)度低于飽和門(mén)限，降低地面回波強(qiáng)度對(duì)測(cè)高精度的影響，從而實(shí)現(xiàn)AGC（自動(dòng)增益控 制）功能。