第1页共12页多通道高精度幅相检测模块的设计摘要：相控阵雷达为了保证空间功率合成精度和天线波束指向需要各雷达通道激励信号拥有严格的相位关系，根据需求设计了一种基于AD8302的多通道高精度幅度相位检测模块。分析了AD8302的特点以及工作原理，给出了由AD8302、AD9852和CPCI总线接口等组成的幅相检测模块具体设计，并重点阐述了模块自我校准的工作原理和流程，最终实现多路射频输入信号的相位差和幅度差的精确测量。现场使用结果表明，幅相检测模块具有检测精度高、工作频率范围宽、抗干扰能力强、系统稳定及实用性强等优点。关键词：AD8302；幅相检测；相位差；相控阵雷达；：TN911.23文献标识码：A：1009-3044（2015）13-0256-03Abstract：Inordertoensureprecisionofpowersynthesizeandantennabeamsteeringinphasedarray第2页共12页radar，thereisneedofstrictphaserelationinmulti-channelradar，Accordingasrequirement，akindofthemagnitudeandphasemeasuringmodulewithmulti-channelandhighprecisionbasedonAD8302isdesigned.ThispaperanalysetheAD8302Characterandtheworkingprinciple，andgiveaspecificdesignofthemagnitudeandphasemeasuringmodulethatconsistofAD8302，AD9852andCPCIbus，Itfocusesontheworkingprincipleandprocessofthemoduleself-calibration，Finallyrealizedthemeasurementofthemagnitudeandphaseofthemulti-channelinputsignal.Theresultsshowsthatmagnitudeandphasemeasuringmodulehastheadvantagesofhighprecision，wideworkfrequencyband，stronganti-jamming，goodstableperformance，goodpracticabilityandsoon.Keywords：AD8302；magnitudeandphasemeasuring；第3页共12页phasedifference；phasedarrayradar1概述有源相控阵雷达系统为了实现空间功率合成和天线波束快速扫描就必须要求各雷达通道激励信号相位关系精确可控。由于相控阵各天线单元之间的信号幅度与相位因为制造和安装公差、传输反射等原因难以做到一致，存在幅度与相位误差并且严重影响到雷达的波束指向，所以对各雷达通道幅相误差的检测与修正对相控阵系统来说就尤为重要。传统的数字或模拟幅度相位检测方法电路复杂，易受干扰测量精度低，而且适用的频率范围窄，因此研究出一种电路简单、测量精度高、测量频带宽的新型幅相检测方法就具有很重要的意义。本文设计了一种基于AD8302的多通道高精度幅相检测模块，可精确测量相控阵雷达各通道的射频信号的幅度相位差，同时也可广泛应用于信号变换、信息采集、控制以及通信等领域。2AD8302工作原理第4页共12页AD8302是ADI公司推出的用于RF/IF幅度和相位测量的首款单片集成电路，它能同时测量从低频到2.7GHz频率范围内两输入信号之间的幅度比和相位差。AD8302主要由精密匹配的两个宽带对数放大器、一个相位检测器、输出放大器组、一个偏置单元和一个输出参考电压缓冲器组成[[1]]，其功能结构框图如图1所示。AD8302之所以能进行幅度和相位差的精确测量主要是由于其内部的两个宽带对数放大器，每一个宽带对数放大器都由6个10dB增益级串联而成，6个增益级都带有7个辅助滤波器，这样的结构使它具有的对数的压缩功能，可以将宽频带的两个输入电压变为窄带的分贝刻度输出，从而实现了对两个输入信号增益的测量。测量后的结果是将输入信号的相位差变换为电压输出，范围是0～1.8V，幅度之比也变换为相应的电压输出[[2]]。AD8302通过精密匹配的2个宽带对数放大器来实现对2个输入通道信号的幅度和相位测量，其幅度和相位测量方程式为：3幅相检测模块具体设计第5页共12页本次设计的幅相检测模块功能是对相控阵雷达发射系统耦合回的多路射频信号进行幅度和相位检测，通过检测值调整激励源，以确保激励源输出信号相位幅度的准确性。幅相检测模块由总线接口部分、开关矩阵部分、幅相检测部分、模拟数字转换部分和时序控制部分组成，幅相检测模块组成如图2所示。多路射频信号输入模块后由开关矩阵依次选通为待测信号，与DDS经放大、功分输出的参考信号一起调理后直接送至幅相检测芯片AD8302，AD8302将检测所得幅度差及相位差电平由电子开关选择后...