AD8302在微波比相測(cè)角跟蹤中的應(yīng)用

利用 AD8302 的相位差測(cè)量功能， 可用來測(cè)量?jī)商炀€接收同一信源信號(hào)時(shí)所得的兩信號(hào)的相位差，以判斷信源 相對(duì)于兩天線中軸線的位
置。如圖1天線 A 與天線 B 相距 d，信源（即目標(biāo)）與兩天線中軸線  oy 的夾角為θ，兩天線 收到的信號(hào)的相位差為ΔΦ，信源工作波長(zhǎng)為λ，則有： Δφ=2πdsinθ/λ， θ =arcsin(ΔΦλ /2πd) ，測(cè)量出ΔΦ，即可計(jì)算得θ角，利用它可用來對(duì)目標(biāo)進(jìn)行角度測(cè)量和跟蹤。

圖1　示意1  

圖2
比相測(cè)角系統(tǒng)需采取的技術(shù) AD8302 的內(nèi)部框圖，鑒相 曲線如圖2。工作頻率 f<2.7Ghz，相位測(cè)量范圍+/-180 度，鑒相輸出 電壓 30mv—1.8v， 鑒相斜率 10mv/度，相位中心點(diǎn)輸出電壓 為 900mv。
1.利用鑒相輸出電壓無法判定ΔΦ的符號(hào)，需增加固定 移相器加開關(guān)電路 ，如圖 3，判定ΔΦ的符號(hào)，以滿足比相 測(cè)角公式的要求：
θ=arcsin(ΔΦλ/2πd)， ΔΦ為 –180 度——0 度時(shí)，θ為負(fù)值，目標(biāo)在左邊。ΔΦ為 0 度——180 度時(shí)，θ為正值，目標(biāo)在右邊。
如圖3，在天線 A 支路中串接一固定移相器，移相量 ψ可以是 90/60/30 度等。首先，不接入固定移相器，開關(guān) 打到位置 1，此時(shí)，Δφ=φa－φb, 測(cè)得此時(shí)的 Vphs1, A/ D, 存儲(chǔ)。第  2 步，將開關(guān)打到位置 2，A 支路串入固定移 相器ψ，此時(shí)ΔΦ=Φa+Ψ-Φb, 測(cè)得Vphs2, A/D, 存儲(chǔ)，比 較判決： 若 Vphs1<VPHS2, 則Φ>0,θ>0；Vphs2,A/D, 存儲(chǔ)，比較判決：若 Vphs1<VPHS2, 則Φ>0, θ>0。
也可以采用另一種方案，用兩 片 AD8302，兩個(gè)功分器 PS 和一個(gè)固 定移相器Ψ 來完成ф 符號(hào)的判定， 如圖 4 所示。

2 . 通 常 ， 目 標(biāo) 信 源 由 中 頻 信 號(hào)經(jīng)上變頻， 功放等產(chǎn)生， 電路噪 聲， 相位噪聲， 使信號(hào)相位含隨機(jī)變 化 部 分 。同樣，接收信號(hào)時(shí)，需進(jìn)行低噪聲放大，下變 頻，中放 ，信號(hào)相位也會(huì)產(chǎn)生隨機(jī)變化。這些隨機(jī)起伏將導(dǎo)致相位差測(cè)量的隨機(jī)誤差，隨之使計(jì)

圖3
算得的θ產(chǎn)生誤差。Δθ，降低測(cè)角精度。為此必需對(duì)相位差數(shù)據(jù)進(jìn)行平均值或均方根值計(jì)算。i=n平均值 E(Δφ)=Σδφi/n , n=1----10。
i=1 i=n均方根值 RMS（Δφ）=√L?φi2/n , n=1----10. i=1AD8302 已用于某微波波段系統(tǒng)中，采用了 Helicone 天
線，接收系統(tǒng)將 RF 信號(hào)經(jīng) LNA下變頻至 10.7Mhz 中頻。兩路中頻信號(hào) 經(jīng)Φ符號(hào)判決電路送入 AD8302 鑒相，芯片輸出

圖4
的模擬電壓經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為 10 位數(shù)據(jù)，采樣 8 次取平均值，判定Φ的符號(hào)，運(yùn)算后得到方位值。此信號(hào)可用來顯 示和驅(qū)動(dòng)天線跟蹤。系統(tǒng)覆蓋距離×××Km。在前端 S/N=10dB 時(shí)，方位誤差δ三0.25 度，其中含天 傳分系統(tǒng)誤差。小角度θ的
計(jì)算公式為：θ=K△Φ。